DE1219963B - Puffer mit hydraulischer Stossdaempfungsvorrichtung - Google Patents
Puffer mit hydraulischer StossdaempfungsvorrichtungInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES MBWmt PATENTAMT
Int. CL:
B61g
AUSLEGESCHRIFT
B 6Od
Deutsche Kl.: 20 e - 25
Deutsche Kl.: 20 e - 25
Nummer: 1219 963
Aktenzeichen: S 7428111/20 e
Anmeldetag: 9. Juni 1961
Auslegetag: 30. Juni 1966
Die Erfindung betrifft einen Puffer, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit hydraulischer Stoßdämpfungsvorrichtung,
die in Parallelschaltung zu der Pufferfeder wirksam ist und aus einem hohlen Tauchkolben besteht, der in Abhängigkeit von der
Bewegung des Pufferstößels zwangläufig in einem relativ zur Pufferhülse im wesentlichen festen, mit
Hydraulikflüssigkeit gefüllten Zylinder teleskopartig verschiebbar ist, wobei der Tauchkolben eine mindestens
eine Drosselöffnung besitzende Drosseleinrichtung für den gedrosselten Austritt der Hydraulikflüssigkeit
aus dem Zylinderinnenraum bei der Einschubbewegung des Tauchkolbens aufweist.
Puffer dieser Art sind bereits bekannt. Sie sind derart ausgebildet, daß der hohle Tauchkolben fest
mit dem Pufferstößel verbunden ist, wobei zwischen dem Umfang des Tauchkolbens und der Innenwandung
des Zylinders Durchtrittsöffnungen für die beim Pufferstoß zu verdrängende Hydraulikflüssigkeit
vorgesehen sind, welche sich mit zunehmendem Eindringen des Tauchkolbens in den hierfür vorgesehenen
Raum des Zylinders verengen, so daß also mit zunehmender Verschiebung des Puffers eine zunehmende
Bremskraft wirksam wird. Neben diesen in Abhängigkeit vom Hub veränderlichen Durchtritts-Öffnungen,
die bei kleineren Geschwindigkeiten der abzubremsenden Masse allein imstande sind, durch
Drosselwirkung deren kinetische Energie aufzuzehren, sind noch ein oder mehrere, von federbelasteten
Ventilen geschlossene Durchlässe vorgesehen, deren Querschnittsgröße und Ventilfederbelastung so abgestimmt
sein kann, daß die Ventile erst bei größeren Geschwindgikeiten der abzubremsenden Massen geöffnet
werden und dadurch den Bremsdruck auf dem zulässigen Höchstmaß halten.
Während bei diesen bekannten Puffern die hydraulische Stoßdämpfungsvorrichtung eine progressive
Wirkung aufweist, ist es insbesondere bei Schienenfahrzeugen wünschenswert, daß eine etwa gleichbleibende
Dämpfungswirkung über den gesamten Pufferweg erreicht wird und daß die Dämpfungskraft
unmittelbar nach Einleiten des Pufferstoßes unabhängig von dem Pufferweg vorhanden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Puffer der eingangs geschilderten Art derart auszubilden,
daß insbesondere bei geringen Zusammendrückgeschwindigkeiten, die z. B. bei normalen
Kupplungsstößen, einseitiger Belastung beim Durchfahren von Kurven usw. auftreten, der Einfluß des
Stoßdämpfers sehr klein ist und bei bedeutenden Zusammendrückgeschwindigkeiten, die z. B. bei
einem Zusammenstoß zweier oder mehrerer Eisen-Puffer mit hydraulischer
Stoßdämpfungsvorrichtung
Stoßdämpfungsvorrichtung
Anmelder:
Societe Anonyme des Etablissements
Repusseau & Cie.,
Levallois-Perret, Seine (Frankreich)
Repusseau & Cie.,
Levallois-Perret, Seine (Frankreich)
Vertreter:
Dipl.-Ing. E. Eder, Patentanwalt,
München 13, Elisabethstr. 34
Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 9. Juni 1960 (829 491),
vom 13. April 1961 (858 581)
bahnwagen entstehen und die Gefahr in sich bergen, daß die zu befördernde Ware oder sogar Bauteile
des Fahrzeuges beschädigt werden, der Stoßdämpfer unverzüglich mit voller Wirkung in Tätigkeit tritt,
wobei die Dämpfungswirkung während eines Pufferhubes jeweils möglichst gleichbleibend sein soll.
Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß die Drosseleinrichtung in der dem Zynnderinnenraum
zugewandten Stirnseite des Tauchkolbens angeordnet ist und den Zylinderinnenraum mit dem Innenraum
des Tauchkolbens verbindet.und daß in der Drosselöffnung ein diese in Ruhestellung des Puffers offenlassender
Steuerschieber angeordnet ist, der unter Einwirkung des sich im Zylinderinnenraum bei der
Einschubbewegung des Tauchkolbens aufbauenden Druckes entgegen den Kräften zweier stufenweise
wirksam werdender Federn in der Drosselöffnung verschiebbar ist, wobei der Steuerschieber in der
ersten Stufe entgegen der Kraft der ersten Feder in eine die Drosselöffnung abschließende Stellung und
in der zweiten Stufe entgegen der Kraft der zweiten Feder in eine die Drosselöffnung wieder freigebende
Stellung bewegbar ist, wobei die zweite Feder wesentlich stärker ist als die erste.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht dabei darin, daß der Steuerschieber koaxial zum
Tauchkolben angeordnet und an seinem dem Zylinderinnenraum zugewandten Ende als in die
Drosselöffnung eingepaßter Verschlußteller ausgebildet ist, an den sich ein gegenüber dem Durchmesser
des Verschlußtellers verjüngter, den Drosselquerschnitt bestimmender Schaft anschließt.
609 587/84
Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß ein Anschlagteil zwischen- der auf
dem Steuerschieber abgestützten ersten Feder und der auf dem Tauchkolben abgestützten zweiten Feder
eingespannt ist, wobei noch eine weitere vorteilhafte Ausführungsform darin besteht, daß «te?4 Steuerschieber
zur Begrenzung des Federwe.ges. der;-ersten
Feder einen mit dem Anschlagteil zusammenwirkenden Anschlag aufweist. '-" '
Schließlich besteht noch eine vorteilhafte. Ausgestaltung
der Erfindung darin, daß die zweite Feder auf einem in den Tauchkolben eingesetzten Gehäuse
abgestützt ist, welches über eine Leitung mit dem Innenraum des Tauchkolbens verbunden ist.
An Hand der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispiele der
Erfindung wird diese näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Puffer mit
eingebauter erfindungsgemäßer Stoßdämpfungsvorrichtung,
Fig. 2 einen Schnitt entsprechend Fig. 1 bei geändertem Einbau der Stoßdämpfungsvorrichtung,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Stoßdämpfungsvorrichtung,
F i g. 4 einen Längsschnitt der Drosseleinrichtung,
Fig. 5 einen Schnitt durch die Abdichtung der Stoßdämpfungsvorrichtung,
Fig. 6, 7 und 8 Schnitte, die die Drosseleinrichtung
in verschiedenen Arbeitsphasen darstellen, und
F i g. 9 eine Teilansicht einer besondere Einzelheit einer Variante der Erfindung.
Bei den in den F i g. 1 und 2 dargestellten Puffern ist die Stoßdämpfungsvorrichtung E in Parallelschaltung
zu den Pufferfedern C im Puffer eingebaut.
Der Puffer weist wie üblich eine Pufferhülse A auf, in welcher ein Pufferstößel B gleitet. Dieser wirkt auf
eine oder mehrere Pufferfedern C ein. Der Pufferstößel ist durch einen oder mehrere Keile D in der
Pufferhülse gehalten.
Die parallel. zu den Pufferfedern C eingebaute
Stoßdämpfungsvorrichtung E ist mit ihren Enden entweder an der Pufferhülse A und am Pufferstößel B
oder an Lagerplatten F und G befestigt, die zwischen diesen Teilen und den Pufferfedern C liegen, und zwar
erfolgt die Befestigung durch Verbindungsteile H und/.
Die eigentliche Stoßdämpfungsvorrichutng E (Fig. 3) besteht im wesentlichen aus einem Zylinder
a, in welchem ein hohler Tauchkolben c gleitend gelagert ist, dessen Innenraum mit C1 bezeichnet ist.
Der Kopf des Tauchkolbens c ist gegenüber dessen übrigem Durchmesser vergrößert und mit Abdichtungen
b versehen. In der Mitte des Kopfes des Tauchkolbens c ist eine Drosseleinrichtung in einem
Gehäuse e untergebracht. Die Drosseleinrichtung besitzt einen Steuerschieber j, dessen eines Ende in den
Zylinderinnenraum ax durch eine kalibrierte Drosselöffnung
J1 eintritt, die im Kopf des Tauchkolbens c
angebracht ist, während das andere Ende des Steuerschiebers / sich auf ein federndes System abstützt,
welches aus einer ersten Feder s mit geringer Federhärte und einer zweiten Feder u mit großer Federhärte
besteht. Der Steuerschieber/, der mit seinem Durchmesser genau in die kalibrierte Öffnung J1 eingepaßt
ist, weist an dem in den Zylinderinnenraum ax
ragenden Ende einen Verschlußteller J3 von gleichem
Durchmesser auf, welcher dadurch gebildet wird, daß sich ah diesen Verschlußteller/3 ein kurzer
Schaft I^ mit verjüngtem - Querschnitt >
anschließt. Dieser verjüngte Schaft^bestimmt für eine gegebene
Stellung einen kalibrierten 'Querschnitt der Drosselöffnung;^
für den Öldurchfluß für eine nachfolgend noch näher erläuterte Aufgabe. Der Steuerschieber/
wird durch einen jtnit dem Kopf des Tauchkolbens c
fest verbundenen Ring q geführt und gehalten, der Kanäle qx (F i g. 4) aufweist, deren Querschnitte für
den Öldurehfluß reichlich bemessen sind.
ίο Das Innere des Gehäuses e ist durch eine reichlich
bemessene Leitung m mit dem Innenraum C1 des
Tauchkolbens c verbunden, wobei das freie Ende der Leitung m stets im unteren Teil des Innenraumes C1
des Tauchkolbens c und damit unterhalb des Spiegels r der Hydraulikflüssigkeit verbleibt.
Zur Abdichtung zwischen dem Zylinder α und dem Tauchkolben c sind weiter Dichtungen / beispielsweise
in Form elastischer Ringe mit trapezförmigem Querschnitt sowie eine oder mehrere Gummidichtungen g
(F i g. 3 und 5) vorgesehen. Der Querschnitt der Gummidichtungen g weist einen verdickten Teil mit
Lippen auf, die sich fest an die Außenwand des Tauchkolbens c anlegen. Nach außen endet dieser
verdickte Teil in einer Scheibe gt (F i g. 5) von ge-
ringer Dicke, die durch eine seine Längsverschiebung begrenzende Scheibe ρ dicht an die Stirnseite des
Zylinders α angepreßt ist. Das von der Drosseleinrichtung abgewandte Ende des Tauchkolbens c ist
flanschartig erweitert, wobei zwischen dieser Er-Weiterung und dem ihm zugeordneten Ende des
Zylinders α ein Balg h vorgesehen ist, welcher die Außenfläche des Tauchkolbens c schützend umgibt.
Der Raum zwischen dem Balg h und der Außenfläche des Tauchkolbens c steht über eine Leitung η mit
dem oberen Teil des Innenraums C1 des Tauchkolbens
c in Verbindung.
Der Innenraum C1 des Tauchkolbens c ist in seinem
unteren Teil über einen Kanal/ mit einer zwischen dem Kopf des Tauchkolbens c und den Abdichtungen
/ gebildeten Kammer verbunden. Eine Bohrung i am oberen Teil des Tauchkolbens c ermöglicht den
Zutritt der Außenluft zu dem zwischen Balg/z und Tauchkolben c gebildeten Raum.
Bei dem in F i g. 1 und 2 in Ruhestellung dargestellten Puffer befindet sich der Tauchkolben c der
Stoßdämpfungsvorrichtung in seiner äußersten Ausgangsstellung, und der Steuerschieber 7 nimmt die in
Fig. 6 dargestellte Stellung ein, d. h., der am Steuerschieber 7 angeordnete Schaft jz mit verjüngtem Querschnitt
befindet sich in der kalibrierten Drosselöffnung J1 des Kopfes des Tauchkolbens c, wobei
eine geringe Drosselwirkung erzielt wird.
Infolge der Verbindung der Stoßdämpfungsvorrichtung einerseits mit der Pufferhülse A und andererseits
mit dem Pufferstößel B bewirkt jede Verschiebung des Pufferstößels B die gleiche Verschiebung des
Tauchkolbens c der Stoßdämpfungsvorrichtung.
Bei einer langsamen Verschiebung des Pufferstößels bewirkt der drosselnde Durchgangsquerschnitt
um den Schaft/2 des Steuerschiebers / einen bestimmten
Widerstand, der im Zylinderinnenraum Ci1
(F i g. 3) des Zylinders α einen gewissen Druck schafft. Dieser Druck, der auf den Kopf des Tauchkolbens
c ausgeübt wird, ist jedoch auf Grund entsprechender Bemessung des Durchgangsquerschnitts
um den Schaft J2 des Steuerschiebers 7 so gering, daß
bis zu einer sogenannten kritischen Zusammendrückgeschwindigkeit des Puffers keine Verschiebung des
Steuerschiebers/ und damit keine nennenswerte Erhöhung des Druckes im Zylinderinnenraum Ci1
stattfindet, wobei das Öl durch die Kanäle^ und die Leitung m in den Innenraum C1 des Tauchkolbens
c strömt.
Wenn dagegen die Zusammendrückgeschwindigkeit des Puffers die genannte kritische Geschwindigkeit
überschreitet, ist der Durchflußquerschnitt um den Schaft Z2 des Steuerschiebers / nicht mehr ausreichend,
um eine Druckerhöhung in dem Zylinderinnenraum Ci1
zu verhindern, so daß eine Erhöhung des Druckes im Zylinderinnenraum O1 eintritt. Dieser auf den Kopf
des Tauchkolbens c einwirkende Druck treibt den Steuerschieber / ins Innere des Tauchkolbens c, wobei
die schwächere erste Feder s des elastischen Systems um den Abstand χ zusammengedrückt wird.
Hierbei wird die kalibrierte Drosselöffnung J1 verschlossen
(F i g. 7), und der Druck im Zylinderinnenraum ax steigt augenblicklich an. Ein neuerlicher
ölabfluß aus dem Zylinderinnenraum U1 kann ao
nur dann erfolgen, wenn der Steuerschieber/ vollkommen in das Innere des Tauchkolbens c geschoben
ist (Fig. 8), d. h. nachdem auch die stärkere Feder u des elastischen Systems um einen gewissen Betrag
zusammengedrückt wurde. Dieser Betriebsphase des Puffers entspricht ein bestimmter im Zylinderinnenraum
U1 bestehender Druck, der dann während des
ganzen Hubes des Tauchkolbens im wesentlichen konstant bleibt, und zwar selbst dann, wenn die Zusammendrückgeschwindigkeit
des Puffers abnimmt. Wenn diese Geschwindigkeit abnimmt, treibt nämlich die Kraft des elastischen Systems den Steuerschieber /
zurück, so daß dieser die kalibrierte Drosselöffnung J1
wieder verschüeßt und dadurch einen erneuten Druckanstieg in dem Zylinderinnenraum U1 hervorruft.
Die Größe des sich hierbei in dem Zylinderinnenraum O1 einstellenden Druckes hängt von der
Bemessung der zweiten Feder u ab.
Bei der Entspannung des Puffers kehrt das in den Innenraum C1 des Tauchkolbens c gedruckte Öl durch
die Leitung m, die Kanäle qx und die vom Schaft /2
des Steuerschiebers 7 gedrosselte Drosselöffnung Z1
wieder zurück in den Zylinder α.
Bei dem Kompressionshub wird infolge des unterschiedlichen Durchmessers des Kopfes und des
übrigen Körpers des Tauchkolbens c hinter dem Kolbenkopf ein Unterdruck geschaffen. Dieser Unterdruck
wird durch einen Zustrom von Öl aus dem Innenraum C1 des Tauchkolbens c über den Kanal I
kompensiert.
Falls durch die Abdichtungen/ und g hindurch noch Ölverluste auftreten, so werden diese durch den
Balg h aufgefangen. Falls diese Ölverluste einen bestimmten Stand erreichen, so fließt das Öl durch die
Leitung« im Verlaufe eines Kompressionshubes wieder in die Kammer C1 zurück. Ebenso kann die
Rückführung des Öles in die Kammer C1 auf die in
F i g. 9 dargestellte Weise gesichert werden. Ein Becher ν nimmt das durch die Dichtung g hindurchsickernde
Öl auf. Der untere Teil dieses Bechers ist durch eine biegsame Leitung w mit einer in den
oberen Teil des Innenraumes C1 des Tauchkolbens c
mündenden Öffnung verbunden. Bei jeder Zusammendrückung der Stoßdämpfungsvorrichtung wird
das Öl wieder in diesen Innenraum C1 zurückgeführt.
Claims (5)
1. Puffer, insbesondere für Schienenfahrzeuge, mit hydraulischer Stoßdämpfungsvorrichtung, die
in Parallelschaltung zu der Pufferfeder wirksam ist und aus einem hohlen Tauchkolbens besteht,
der in Abhängigkeit von der Bewegung des Pufferstößels zwangläufig in einem relativ zur
Pufferhülse im wesentlichen festen, mit Hydraulikflüssigkeit
gefüllten Zylinder teleskopartig verschiebbar ist, wobei der Tauchkolben eine mindestens
eine Drosselöffnung besitzende Drosseleinrichtung für den gedrosselten Austritt der
Hydraulikflüssigkeit aus dem Zylinderinnenraum bei der Einschubbewegung des Tauchkolbens aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung in der dem Zylinderinnenraum (O1) zugewandten Stirnseite des Tauchkolbens
(c) angeordnet ist und den Zylinderinnenraum mit dem Innenraum (C1) des Tauchkolbens
verbindet und daß in der Drosselöffnung (Z1) ein diese in Ruhestellung des Puffers
offenlassender Steuerschieber (/) angeordnet ist, der unter Einwirkung des sich im Zylinderinnenraum
bei der Einschubbewegung des Tauchkolbens aufbauenden Druckes entgegen den Kräften zweier stufenweise wirksam werdender
Federn (s und u) in der Drosselöffnung verschiebbar ist, wobei der Steuerschieber in der ersten
Stufe entgegen der Kraft der ersten Feder (s) in eine die Drosselöffnung abschließende Stellung
und in der zweiten Stufe· entgegen der Kraft der zweiten Feder (u) in eine die Drosselöffnung
wieder freigebende Stellung bewegbar ist, wobei die zweite Feder (u) wesentlich stärker ist als die
erste (s).
2. Puffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (7) koaxial zum
Tauchkolben angeordnet und an seinem dem Zylinderinnenraum zugewandten Ende als in die
Drosselöffnung (Z1) eingepaßter Verschlußteller (Z3)
ausgebildet ist, an den sich ein gegenüber dem Durchmesser des Verschlußtellers verjüngter, den
Drosselquerschnitt bestimmender Schaft (Z2) anschließt.
3. Puffer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlagteil (i) zwischen
der auf dem Steuerschieber (/) abgestützten ersten Feder (s) und der auf dem Tauchkolben (c) abgestützten
zweiten Feder (κ) eingespannt ist.
4. Puffer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (Z) zur Begrenzung
des Federweges der ersten Feder (s) einen mit dem Anschlagteil (i) zusammenwirkenden
Anschlag aufweist.
5. Puffer nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Feder (u) auf einem
in den Tauchkolben (c) eingesetzten Gehäuse (e) abgestützt ist, welches über eine Leitung (m) mit
dem Innenraum (C1) des Tauchkolbens verbunden ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 471803, 494123, 952.
Deutsche Patentschriften Nr. 471803, 494123, 952.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
609 587/84 6.66 © Bundesdruckerei Berlin
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