DE1530207B2

DE1530207B2 - Hydraulisch gedaempfte stossaufnahmevorrichtung fuer eisenbahnwagen

Info

Publication number: DE1530207B2
Application number: DE19661530207
Authority: DE
Inventors: Robert Allyn Portage Ind. Rasmussen (V.StA.)
Original assignee: Pullman Inc., Chicago, 111. (V.St.A.)
Priority date: 1965-06-11
Filing date: 1966-03-02
Publication date: 1973-07-12
Also published as: US3330422A; CH458426A; NL6601539A; DE1530207C3; CH459289A; BE676914A; DE1530207A1

Description

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Vorteilhafterweise können nach einem weiteren Drosseleinrichtung 16 dient zur Regelung des Erfindungsmerkmal die Cordlagen jeweils durch eine Durchflusses von dem Hochdruckraum 13 in den Niehomogene Zwischenschicht voneinander getrennt derdruckraum 14.

sein. Hierdurch wird die Verschleißfestigkeit der Der Zylinder 11 besteht aus einem Rohr 17 aus

Manschette günstig beeinflußt. 5 Stahl od. dgl., an dessen einem Ende, beispielsweise

Um eine konstruktiv und montagemäßig einfache durch Schweißen, ein Boden 18 befestigt ist. Befestigung der Manschette zu erreichen, kann nach Die Verdrängungseinrichtung 12 weist einen KoI-der weiteren Erfindung vorgesehen sein, daß zur Be- ben 19 und eine rohrförmige Kolbenstange 21 auf, f estigung der Manschette an dem Zwischenring bzw. deren eines Ende an der Niederdruckseite 22 des KoI-an der Kolbenstange an den beiden Enden der Man- ¹⁰ bens 19 befestigt ist. Das andere Ende der Kolbenschette jeweils ein Ringflansch angeformt ist, wobei stange 21 erstreckt sich durch das offene Ende des der dem Zwischenring zugeordnete Ringflansch radial Zylinders 11. An diesem Ende der Kolbenstange 21 nach außen und der der Kolbenstange zugeordnete ist mittels einer in ein im Kolbenstangenhohlraum 26 Ringflansch radial nach innen gerichtet ist, daß der befestigtes Befestigungsteil 24 eingeschraubten radial nach außen gerichtete Ringflansch in einer koa- *5 Schraube 23 eine Mitnehmerplatte 27 angebracht, xialen Ausnehmung des Zwischenrings mittels eines Die Hochdruckseite 28 des Kolbens 19, der aus am Zwischenring lösbar befestigten Druckrings axial Gußeisen bestehen kann, ist mit einer konischen Eineingeklemmt ist und daß der radial nach innen gerich- strömausnehmung 29 versehen, die in einen Drosseltete Ringflansch zwischen einem an der Kolbenstange ringspalt 31 übergeht. Der Drosselringspalt 31 verbefestigten Anschlagring und einem Klemmring, der ²⁰ lauf t koaxial zum Kolbenstangenhohlraum 26, der mit seinerseits durch eine Klemmhülse gehalten ist, axial dem Niederdruckraum 14 über eine Reihe von nahe eingeklemmt ist. Dabei ist es zweckmäßig, wenn nach dem Kolben 19 in der rohrförmigen Kolbenstange 21 einem weiteren Erfindungsmerkmal der ringförmige ausgebildeten Durchlaßöffnungen 32 verbunden ist. Spielraum zwischen dem Zwischenring und der KoI- Die Kolbenstange 21 hat einen kleineren Durchmesbenstange durch die innere Umfangsfläche des ²5 ser als eine in einem Zwischenring 34 vorgesehene Druckrings bestimmt ist. innere Umfangsfläche 33, so daß zwischen dem Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nach- Außenumfang der Kolbenstange 21 und der inneren stehend an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt Umfangsfläche 33 ein ringförmiger Spielraum 36 f est-Fig. 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemä- gelegt wird, der eine Verbindung zwischen dem Nießen Stoßaufnahmevorrichtung in zusammengescho- 3o derdruckraum 14 und der Manschette 15 herstellt. Die bener Lage, Verbindung für die Hydraulikflüssigkeit zwischen F i g. 2 in größerem Maßstab einen Teillängsschnitt dem Hochdruckraum 13 und der Manschette 15 wird der Stoßaufnahmevorrichtung gemäß Fig. 1 bei aus- folglich über den Drosselringspalt 31, den Kolbengezogener Ruhelage der Stoßaufnahmevorrichtung, Stangenhohlraum 26, die Durchlaßöffnung 32, den Fig. 3 einen,Teillängsschnitt entsprechend Fig. 2, 35 Niederdruckraum 14 und den Spielraum 36 hergejedoch nach dem Einfüllen von Hydraulikflüssigkeit stellt.

in die Stoßaufnahmevorrichtung, . Die in Fig. 7 bis 10 dargestellte Manschette 15 be-Fig. 4 einen Teillängsschnitt entsprechend Fig. 3, steht vorzugsweise aus Gummi mit eingelagerten jedoch bei zusammengeschobener Lage der Stoßauf- Cordlagen 30 und 35. Die eine Cordlage 30 liegt auf nahmevorrichtung, 4° einer inneren Gummilage 40 und ist von der darüber-Fig. 5 und 6 Ausschnitte der Darstellung nach liegenden zweiten Cordlage 35 durch eine homogene Fig. 2 in größerem Maßstab, Zwischenschicht 45 getrennt, wobei eine solche Zwi-F i g. 7 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht schenschicht 45 auch oberhalb der Cordlage 35 aufgeeiner Manschette in entspanntem Zustand, wie sie für bracht ist. Die Außenfläche der Manschette 15 wird die Stoßaufnahmevorrichtung nach Fig. 1 bis 6 vor- 45 durch eine äußere Gummilage 50 gebildet. Dabei bilgesehen ist, den die innere Gummilage 40, die Zwischenschichten Fig. 8 eine Seitenansicht entsprechend Fig. 7, wo- 45 und die äußere Gummilage 50 insgesamt eine im bei jedoch die Manschette radial in ausgedehntem wesentlichen homogene Schicht. Die Winkel, unter Zustand dargestellt ist, * welchen die Cordfäden der beiden Cordlagen 30 und Fig. 9 einen Teilquerschnitt der Manschette nach 5° 35 gegenüber der Längsrichtung der Manschette 15 Fig. 7 und 8 und verlaufen, betragen etwa zwischen 32° und 59°, je

Fig. 10 in größerem Maßstab eine aufgeschnittene nach Belastungszustand der Manschette,

perspektivische Teilansicht, die den Aufbau der Man- Die radiale Ausdehnung der Manschette 15 beim

scherte nach Fig. 7 bis 9 erkennen läßt. Zusammendrücken der Stoßaufnahmevorrichtung 10

Eine hydraulisch gedämpfte Stoßaufnahmevor- 55 wird durch eine Vergrößerung der Fadenwinkel der

richtung 10 weist gemäß Fig. 1 bis 4 einen mit Hy- Cordlagen30 und 35 ermöglicht, wobei diese Vergrö-

draulikflüssigkeit gefüllten Zylinder 11 auf, in dem ßerung der Fadenwinkel gleichzeitig eine Verkürzung

eine Verdrängungseinrichtung 12 vorgesehen ist, die der Gesamtlänge der Manschette nach sich zieht. Da

relativ zum Zylinder 11 zwischen einer beispielsweise die Cordfäden der Cordlagen 30 und 35 bestrebt sind,

in Fig. 3 dargestellten ausgezogenen Ausgangsstel- 6° nach einer radialen Ausdehnung der Manschette 15

lung und einer zusammengedrückten Stellung gemäß wieder den dem entspannten Zustand entsprechenden

F i g. 4 zum Verdrängen der Hydraulikflüssigkeit aus Winkel von etwa 32 ° einzunehmen wird von der Man-

einem Hochdruckraum 13 in einen Niederdruckraum scherte eine Rückstellwirkung ausgeübt, die die Stoß-

14 hin- und herbewegbar ist. Zwischen dem Zylinder aufnahmevorrichtung wieder in ihre ausgezogene

11 und der Verdrängungseinrichtung 12 ist eine ela- 65 Ausgangslage zu bringen sucht,

stisch verformbare Manschette 15 zur Aufnahme ei- An jedem Ende der Manschette 15 ist ein Ring-

nes Teils der während des Zusammendrückens ver- flansch 37 ausgebildet, der jeweils eine Drahteinlage

drängten Hydraulikflüssigkeit angebracht. Eine 38 aufweist. Die Ringflansche 37 werden zur Befesti-

gung der Manschette an der Kolbenstange 21 und am Zwischenring 34 durch entsprechende Befestigungselemente eingeklemmt.

Gemäß Fig. 1 bis 5 ist das kolbenstangenseitige Manschettenende 15a nach innen umgestülpt, wobei der zugehörige Ringflansch 37 zwischen einem beispielsweise durch Schweißen, am Umfang der Kolbenstange 21 befestigten Anschlagring 39 und einer auf der Kolbenstange 21 verschiebbaren Klemmhülse 41 eingespannt ist. Hierbei ist zwischen der Klemmhülse 41 und dem Ringflansch 37 ein Klemmring 42 eingefügt. Die Außenumfangsflächen des Anschlagrings 39 und des Klemmrings 42 sind jeweils abgeschrägt, so daß auf die Manschette 15 keine scharfen Kanten einwirken können. Das andere Ende der Klemmhülse 41 erstreckt sich zu der Mitnehmerplatte 27 hin und ist mit Hilfe eines Sprengrings 43, der gemäß Fig. 4 in eine auf der Kolbenstange 21 ausgebildete Umfangsnut 44 eingesetzt ist, gegen eine Längsverschiebung gesichert. Die Umfangsnut 44 ist im Bereich der Längserstreckung des Befestigungsteils 24 angeordnet um eine Schwächung der Kolbenstange 21 zu vermeiden.

Der Zwischenring 34 bildet einen Ringkörper 46, der beispielsweise mit Hilfe von Sprengringen 47 am Innenumfang des Zylinders 11 befestigt ist. Zur flüssigkeitsdichten Abdichtung am Zylinder 11 kann ein einen quadratischen Querschnitt besitzender Dichtungsring 48 in eine Umfangsnut des Ringkörpers 46 eingesetzt sein. Die zum Boden 18 gerichtete Fläche des Ringkörpers 46 ist mit einer zylinderförmigen Ausnehmung 49 versehen, in welche ein beispielsweise durch einen Sprengring 51 festgehaltener Druckring 52 eingesetzt ist, dessen innere Umfangsfläche 33 einen größeren Durchmesser besitzt als der Außenumfang der Kolbenstange 21 und somit zusammen mit dieser den ringförmigen Spielraum 36 festlegt, welcher die Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Niederdruckraum 14 und der Manschette 15 bildet.

Der dem Zwischenring 34 zugeordnete Ringflansch 37 der Manschette 15 ist zwischen dem Druckring 52 und einer Schulter 53 eingeklemmt, die durch eine zweite koaxiale Ausnehmung 54 des Ringkörpers 46 gebildet wird. Der Ringflansch 37 besitzt eine Dicke, die größer ist, als der Abstand zwischen der Schulter 53 und dem Druckring 52, so daß der Ringflansch 37 entsprechend zusammengedrückt wird.

Die zur Steuerung des Durchflusses der Hydraulikflüssigkeit durch den Drosselringspalt 31 dienende Drosseleinrichtung löweist eine Drosselstange 56 mit über ihre Länge konstantem Durchmesser auf. Die Drosselstange 56 durchragt mit ihrem freien Ende den Kolben 19 unter Bildung des Drosselringspalts 31, während sie mit ihrem anderen Ende flüssigkeitsdicht in dem Boden 18 befestigt ist, wobei diese Befestigung

ίο in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise durch Verschrauben eines an der Drosselstange 56 angeformten Flansches mit dem Boden 18 erfolgt. Um über den gesamten Hub der Stoßaufnahmevorrichtung 10 eine möglichst konstante Dämpfungscharakteristik zu erreichen, sind über die Länge der Drosselstange 56 hinweg Nutausnehmungen 57 ausgebildet. Diese Nutausnehmungen 57 haben einen sich über ihre Länge in der Weise verändernden Querschnitt, daß die sich hieraus beim Einwärtshub des Kolbens 19 ergebende Veränderung der Querschnittsfläche des Drosselringspalts 31 zu dem gewünschten Verlauf der Dämpfungscharakteristik führt.

Die Hydraulikflüssigkeit kann vor dem Einsetzen ' der Drosselstange 56 durch die für diese in dem Boden 18 vorgesehene öffnung eingefüllt werden, wobei soviel Flüssigkeit eingebracht wird, daß die Manschette 15 auch in der ausgezogenen Lage der Stoßaufnahmevorrichtung 10 schon unter einer Anfangsspannung steht. Wie insbesondere aus Fig. 3 und 4 hervorgeht, wirken die Druckkräfte der Hydraulikflüssigkeit innerhalb der Manschette 15 auf eine durch den ringförmigen Querschnitt der Manschette in ihrem umgestülpten Ende bestimmte Fläche ein, die in der Zeichnung als Gegendruckfläche bezeichnet ist.

Auf Grund der erfindungsgemäßen steifen Ausbildung der Manschette 15 baut sich in der zusammengeschobenen Lage nach F i g. 1 und 4 in der Manschette ein entsprechend großer Flüssigkeitsdruck auf, der auf die Gegendruckfläche wirkt und eine genügend große

4" Kraftwirkung in Längsrichtung erzeugt, um die Stoßaufnahmevorrichtung 10 in die ausgezogene Lage nach Fig. 3 zurückzustellen.

Die beschriebene Stoßaufnahmevorrichtung ist zum Einbau zwischen das Wagenuntergestell und den ₍ gegenüber diesem längsverschiebbaren Wagenaufbau __ eines Eisenbahnwagens vorgesehen.

Hierzu-2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 630207 Patentansprüche:

1. Hydraulisch gedämpfte Stoßaufnahmevorrichtung für Eisenbahnwagen, die zwischen das Wagenuntergestell und den gegenüber diesem längsverschiebbaren Wagenaufbau geschaltet ist, bestehend aus einem einseitig durch einen Boden geschlossenen Zylinder, einem in diesem Zylinder bewegbaren Kolben, der eine Kolbenstange aufweist, die zum offenen Ende des Zylinders hin gerichtet ist und sich mit Spielraum durch einen im Inneren des Zylinders axial festgelegten Zwischenring erstreckt, einer Drosseleinrichtung, die bei Verlagerung des Kolbens im Zylinder ein Überströmen der Hydraulikflüssigkeit von der einen auf die andere Seite des Kolbens unter Drosselwirkung zuläßt, und einer auf der dem offenen Ende des Zylinders zugewandten Seite des Zwischenrings vorgesehenen rollbalgartigen Manschette aus elastomerem Werkstoff, die flüssigkeitsdicht einerseits mit dem Zwischenring und andererseits mit der Kolbenstange verbunden ist und zur Aufnahme der beim Einwärtshub des Kolbens verdrängten Hydraulikflüssigkeit dient, dadurch gekennzeichnet, daß in die Wandung der Manschette (15) übereinanderliegende Cordlagen (30 und 35) eingebettet sind, deren Cordfäden schräg zur Längsrichtung der Manschette (15) verlaufen.

2. Stoßaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Cordlagen (30 und 35) vorgesehen sind, wobei die Cordfäden der einen Cordlage die Cordfäden der anderen Cordlage symmetrisch zur Längsrichtung der Manschette (15) kreuzen und die Winkel, die die Cordfäden mit der Längsrichtung der Manschette bilden, je nach dem Belastungszustand der Manschette (15) im Bereich zwischen 32 ° und 59 ° liegen.

3. Stoßauf nähme vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Cordlagen (30 und 35) jeweils durch eine homogene Zwischenschicht (45) voneinander getrennt sind.

4. Stoßaufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung der Manschette (15) an dem Zwischenring (34) bzw. an der Kolbenstange (21) an den beiden Enden der Manschette (15) jeweils ein Ringflansch (37) angeformt ist, wobei der dem Zwischenring (34) zugeordnete Ringflansch (37) radial nach außen und der der Kolbenstange (21) zugeordnete Ringflansch (37) radial nach innen gerichtet ist, daß der radial nach außen gerichtete Ringflansch (37) in einer koaxialen Ausnehmung (54) des Zwischenrings (34) mittels eines am Zwischenring (34) lösbar befestigten Druckrings (52) axial eingeklemmt ist und daß der radial nach innen gerichtete Ringflansch (37) zwischen einem an der Kolbenstange (21) befestigten Anschlagring (39) und einem Klemmring (42), der seinerseits durch eine Klemmhülse (41) gehalten ist, axial eingeklemmt ist.

5. Stoßaufnahmevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Spielraum (36) zwischen dem Zwischenring (34) und der Kolbenstange (21) durch die innere Umfangsfläche (33) des Druckrings (52) bestimmt ist.

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch gedämpfte Stoßaufnahmevorrichtung für Eisenbahnwagen, die zwischen das Wagenuntergestell und den gegenüber diesem längsverschiebbaren Wagenaufbau geschaltet ist, bestehend aus einem einseitig durch einen Boden geschlossenen Zylinder, einem in diesem Zylinder bewegbaren Kolben, der eine Kolbenstange aufweist, die zum offenen Ende des Zylinders hin gerichtet ist und sich mit Spielraum durch einen im Inneren des Zylinders axial festgelegten Zwischenring erstreckt, einer Drosseleinrichtung, die bei Verlagerung des Kolbens im Zylinder ein Überströmen der Hydraulikflüssigkeit von der einen auf die andere Seite des Kolbens unter Drosselwirkung zuläßt, und einer auf der dem offenen Ende des Zylinders zugewandten Seite des Zwischenrings vorgesehenen rollbalgartigen Manschette aus elastomerem Werkstoff, die flüssigkeitsdicht einerseits mit dem Zwischenring und andererseits mit der Kolbenstange verbunden ist und zur Aufnahme der beim Einwärtshub des Kolbens verdrängten Hydraulikflüssigkeit dient.

Eine derartige Stoßaufnahmevorrichtung ist der USA.-Patentschrift 3 150 866 als bekannt zu entnehmen. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird die Rückstellkraft zur Rückstellung des Kolbens bzw. Zylinders aus ihrer zusammengeschobenen Lage durch eine auf dem Außenumfang des Zylinders geführte Schraubenfeder aufgebracht. Eine derartige Schraubenfeder stellt einen nicht unbedeutenden technisehen Aufwand dar und beansprucht in weiterhin nachteiliger Weise im Vergleich zu dem eigentlichen Stoßauf nähme teil einen relativ großen Einbauraum.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Stroßaufnahrnevorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der auf einfache und raumsparende Weise eine zuverlässig arbeitende Rückstellung des Kolbens bzw. Zylinders aus ihrer zusammengeschobenen Lage gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in die Wandung der Manschette übereinanderliegende Cordlagen eingebettet sind, deren Cordfäden schrägt zur Längsrichtung der Manschette verlaufen.

Die nach der erfindungsgemäßen Lösung vorgesehenen Cordlagen versteifen die Manschette wesentlich, so daß bei der elastischen Ausdehnung, welche die Manschette beim Einwärtshub des Kolbens erfährt, eine entsprechend größere Verformungsenergie in der Manschette gespeichert wird. Diese Verformungsenergie, welche die Manschette in ihren entspannten Zustand zurückzuverformen sucht, erzeugt eine genügend große Rückstellwirkung, um die Stoßaufnahmevorrichtung in die ausgezogene Ruhelage zurückzuführen. Daher kann einerseits die Anordnung besonderer Rückstellfedern entfallen, und andererseits wird erreicht, daß sich die Rückstellkraft mit zunehmender radialer Ausdehnung der Manschette beim Einwärtshub des Kolbens progressiv erhöht, womit auch eine rasche Rückstellung gewährleistet ist.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß zwei Cordlagen vorgesehen sind, wobei die Cordfäden der einen Cordlage die Cordfäden der anderen Cordlage symmetrisch zur Längsrichtung der Manschette kreuzen und die Winkel, die die Cordfäden mit der Längsrichtung der Manschette bilden, je nach dem Belastungszustand der Manschette im Bereich zwischen 32° und 59° liegen.