DE1605213A1 - Fluessigkeitsfeder,insbesondere fuer Zug- und Stossvorrichtungen an Schienenfahrzeugen - Google Patents

Description

Flüssigkeitsfeder, insbesondere für.Zug- und Stölvorrichtungen an Schienenfahrzeugen»

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsfeder mit Tempera tür aus gleioh, die von einem Zugbügel umfaßt wird, unter-. schiedlicbe Federkeimlinien für Zug- und Druck ermöglicht und insbesondere für Zug- und Stoßvorrichtungen an Schienenfahrzeugen geeignet ist.

Die Vorteile einer Flüssigkeitsfeder, insbesondere deren geringes Bauvolumen und die variable Beeinflussung der Federkennlinie, sind bestimmend für die Verwendung als F ed er apparat in einer automatischen Mittelpufferkupplung. Xn diesem Anwendungefall der Flüssigkeitsfeder muß die spezielle Forderung nach einem durch Temperatur änderung bedingten Volumenausgleich garantiert seir..

Bei älteren Schienenfahrzeugen ist es nicht in jedem. Falle möglich, auf das Untergestell eine zentrale Aufnahme der Pufferkräfte zu erlauben. Deshalb ist im Übergang vorgesehen, die Seitenpuffer zu belassen und in den Fahrzeugen sit ungeeignetem Untergesteil die bisherigen Zugapparate, beizubehalten sowie für die automatische Mittelpufferkupplung als Kuppelwiderstand einen speziellen Druckfed er apparat mit doppeltem Federweg der Außenpuffer und einer nahezu konstanCen Druckkraft von nur 2.*». 12 Hp zu verwenden. Es ist technisch und vor allem wir t schaftlioh von Bedeutung, wenn dieser spezielle Druckapparat ,die Funktion des bisherigen Zugapparat es mit übernimmt.

Bs wurde bereits eine Flüssigkeitsfeder für Zug- und SfcoBvorrichtungen vorgeschlagen, bei der ein durch einen Zugbüge), betätigtes Ventil Federräume trennt oder verbindet, wodurch sich unterscbiedliche Federkejanlinifn für Zug und Druck ergeben.

Weiterhin ist eine Zug-Druck-Flussigkeitsfeder bekannt die neben dem eigentlichen Fedcrkolben mit sinam weite-

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ren Hilfsfederkolben versehen ist_y die unterschiedliche Durchmesser sowie jeweils einen Bund aufweisen. Der Hilfsfederkolben wird dabei durch eine m:*.'; Bund versehene Verlängerung des Federkolbens bei Zugbeanspruchung in das Gehäuse bewegt.

Die Nachteile dieser Ausführung sind, daß das zur Verfü-. gung stehende Flussigkeitsvolumen bei Betätigung der Federn nicht zu variieren ist, so daß sich eine kontinuierlich» zu Beginn verhältnismäßig steil ansteigende Federktsmlinie ergibt* Flache Federke^nlinien wären dabei nur mittels einer Vergrößerung des Flüssigkeits- und damit Bauvolumens zu erreichen. Weiterhin ist der benötigte Temperaturausgleich nur durch eine zusätzliche, das Volumen der Flüssigkeitsfeder weiter vergrößernde Vorrichtung möglich« Für die ^Bedingungen langer Federweg mit geringer. Bndkraft und damit für die Verwendung lediglich als Kuppelwiderstand sind die genannten Federn nicht geeignet und nicht umzubauen«

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitflf oder für Zug- und Stoß vorrichtungen mit Zugbügel . betätigung und Temperatur ausgleich au schaffen, die gegenüber den bekannten und vorgeschlagenen Ausführungen ein wesentlich geringeres Flüssigkeits~ bzw» Bauvolumen aufweist;., dazu ohne gesonderte Temperaturausgleichsvorrichtung auskommt und konstruktiv so ausgebildet.ist, daß eie durch einfache Umstellung auch als Zug. - und Druckapparat für Schienanfahrzeuge zu verwenden geht, deren Untergestell eine mittige Pufferfcräftaufnähme niaht erlaubt;·

Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß zwischen dem Bund dep Hilf af ederkolbena und seinem Anschlag am Federgehäuse ein Abstand vorhanden ist, der ein Austreten dea Hilfsfederkolbens aus dem Federgehäuse bui Einfoderung dea Hauptfederkolbens.ermöglicht»

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Dabei sind im Bund des Hilfsfederkolbens Ventilsehließel emente vorgesehen,, Sie werden über ein Hal treble ch von einer Druckfeder beaufschlagt und öffnen in Abhängigkeit; vom Druck im Raum zwischen dem Bund des itii$ seinem Anschlag* damit eine von der der ELnfederung des Hauptfederfcolbens unabhängige" Mindestdruckkraft erreicht wird. ,

Im Hilfsfederkolben befindet sich eine weit eis Flüssigkeitsfeder zum Ausgleich von durch üEemperattarschwanksiG*· gen hervorgeruf enen YolumenänderungeBv Si<s besteht exm einem durch den Hilfsf ederfcolben gebildeten Ge&äuse mi 1f einem ^ederkolben. Dsr Federkolben ist sur starken Dämpfung mit einem Dampfungsfcölben versehen und stützt sich mit seinem äußeren E&de gegen den Zugbligel ab«

Bei Anwendung der Flüssigkeitsfeder als Zug* und Druckapparat für Schiensnfahr zeuge j deren Untergestell ®ijm zentrale Aufnahme der Pufferkräfte nicht ^uIaSt₈ ist es weiterhin vorteilhaft, den Hilfsfederkolben nach außen konisch zu verjüngen, wobei die Durchmesser änderung zwiischen ein- und ausgefederter Stellung des Hilfefeaerfcolbens an der Austriatsdichtscheibe etwa 0,5 ffim beträgt.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausföhrungsbeispiel näher erläutert werden In der zugehörigen Zeichnung zeigen s .

Fig.li einen Axialschnitt der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfeder mit Zugbügel,

Fig. 2; die Draufsicht der Anordnung nach

Der Zugbügei 1 umfaßt das Federgehäuse 5» £*ß federgehäuse 5 sind auf beiden Seiten Führungsbuchsen 65 7* Auatritjbsdichtscheiben 85 5 und ¥erschlußschraub©a 10| 11 angeordnet. In der Führungsbuchs© 6 ist der Hilfsfeaerkolfeen. 12 mit dem Bund 13 und in. der Führungsbuoiist 7 der- Hauptf edeskolben 14 mit dem Bund 15 geführt. Der Bund 13 äes Hilfs-

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federkolbens 12 weist eine Dichtscheibe 16 sowie ein Überdruckventil aus mehreren Ventilschließ elementen 18 auf 3 die über ein Halteblech 19 von einer .aritralen Druckfeder 20 beaufschlagt, sind. Weiterhin sind im Bund 13 des Hilfsfederkolbene 12ein oder mehrere Rückschlagventile 21 angeordnet«. Der Hilfsfederkolben 12 ist zugleich Gehäuse· einer weiteren, unter hoher Vorspannung stehenden Flüssigkeitsfeder aus Feder kolben 23, Dämpfungskolben 24, Verschlußschraube 25, Führungsbuchs β 26 und Austrittsdichtscheibe 27. Durch den Bund 13 am Hilf sf edsckolben 12 und den Bund 15 am Hauptf ederfcolben 14 entstehen im Federgehäuse 5 ein Baum 28 zwischen dem Bund 13 des Hilf sfederkolbens 12 und seinem Anschlag 32» ein Raum 29 zwischen dem Bund 13 des Hilf sf ederkolbens 12 und dem Bund 15 dos Hauptfederkolbens 14 sowie ein Baum 30 zwischen dem Bund 15 des Hauptfederfcoibens 14 und der Austrittsdichtscheibe 9 Der ^ederkolben 23 stützt sich in Ruhestellung gegen die Innenfläche des Zugbügele 1 ebenso wie der Hauptfederkolben 14 auf der gegenüberliegenden Seite auf eine Anschlagplatte 2 ab * Bei Zugbeanspruchung stützt sich die Anschlagplatte 2 gegen den Testen Anschlag 4 und bei Druckbeanspruchung das federgehäuse 5. gegen den festen Anschlag 3 ab-

Die Wirkungsweise der Flüssigkeitsfeder is ti folgende: In &es Ruhelage der Flüssigkeitsfeder ist der Hauptfederkolben 14 mit seinem dem Hilf sf ederkolben 12 gegenüber gro's- E es en Durchmesser aufgrund des Vorspanndruokes, der über ein Füllventil am Federgehäuse 5 (nicht gezeichnetste«.-bracht wurde, maximal ausgefedert.

Die Stellung des Hilf sf ederkolbens 12 ergibt sich durch das Gleichgewicht zwischen dem Vorspanndruck im Raum 29 und dem wesentlich, höheren Vorspanndruck im Arbeitetau» der im Hilf sf ederkolben 12 angeordneten Flüssigkeitsfeder, indem sich der Federkolben 23 gegen den Zügbügel 1 abs tut et. Die . .'."■ . BAD

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sich dabei ergebende Ilinf edesung^dää Hilf ef e&ät 12 in,das Federgehäuse 5 ermöglicht einen temperaturbedingten Volum^nausgleich im VorlasIfbereich.

Wird der Zugbügei 1 mit einer statischen Druckkra£t belastet, so wird über die Aiischlagplatte 2 der Bauptfederkolben 14 in das sich gegen den Ins oblag 3abstützende _ ' federgehäuse 3 gedrückt« Infolge der geometrischen Bedingungen des Züg^bügels !federt der Hilf sf edsckol Iren 12 bis zu seinem Anschlag 32 analog der Bewegung des Zugbügels % aus» Bei weiterer Bewegung des Zugbüg^ls 1 bzw* Hauptfederkolbens 14 sowie nanmehr anliegendem Hilfsfe*- derkotb^n 12 bewegt sich der Feder kolben 25 maximal nach ■ außen» Öäbei bleiben die mechanisch federbelasteten Bück-, schlagventile 21 ständig gesohlossen, während„die; von der Druckfeder 20 belasteten Ventilschließelemente 18 sich zu Beginn der Einfederung auf Grund eines momentanen Druckanstieges im Raum 28 öffnen und die Ilüssigkeit aus dem Raum 38 nach dem Raum 29 gelangen lassen. Die Querschnittsdifferenz des Hauptf ederkoibens 14 zum Hilfsfederkolben bewirkt den sehr flachen Anstieg der Federkennlinie bis !&uD^J,nliegen des Hilfsfederkolb^ns X2. am Anschlag; 52·, Da-. nach wirkt allein der Querschnitt des Hauptf ederfcolbens 14, so daß ^Le Federkennlinie steil ansteigt» Bei Entlastung dea HauJ>fe£ederkolbens 14 öffüen^die RüclESchlagventile 21> so daß ililssiskeit vom Raum 29 Äaeh dem Raum 28 strömen kann» Wird der 2ugbügel ³I mit eine*"dynamiachen Druckkraft

,belastep ergibt sich bei gleichem Bewegungsablauf durch den Drosselspalt am Bund 15 sowie die Öffnungsjspalte der Ventilsthließelemente 18 am Bund 13 eine >on Beginn an ^: steil verlaufende Federkennlinifj indem sich der D^uck im Raum 29? gegenüber dem Raum 30 und der^ Druck^ im Räum 28 gegenüber; dem Raum 29 erhöht. " ~^:^ ; Bö ist auch ohne weiteres möglich, den ^^i

fedferkotbens 12 aisalog dem Bund 15 des Hau^tfeäe|kol|qns

14 aufzubauen* Andererseits kanß'durch erhShte'lndiück-

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kraft der Druckfeder 20 erreicht werden, daß die Ventil schließ elemente 18 nicht sofort öffnen, so daß die federkennlinie anfangs etwas steiler verläuft, mit Öffnen der Ventilsehließelemente 18 sich der Anstieg der federkennlinie verringert und erst mit dem Anschlag des Hilfsfederkolbens 12 wieder steil ansteigt* Des weiteren können die Ventilschließelemente 18 durch ein in das Federgehäuse 5 eingebautes Ventil ersetzt werden, das einen vom Druck im Baum 28 unabhängigen Druck im Kaum 29 ermöglicht. Eine innerhalb oder außerhalb des Federgehäuses 5 liegende leitung müßte das Ventil mit den Bäumen 28; 29 verbinden (nicht gezeichnet),

wird der Zugbügel 1 aus der Ruhelage von einer statischen Zugkraft belastet, so wird das Federgehäuse 5 über den sich mittels der Anschlagplatte 2 gegen den Anschlag 4 abstützenden Hauptfederkolben 14 gedrückt. Dabei federt der Hilfsfederkolben 12 um den in der Ruhelage eingefederten Betrag maximal bis zum Zugbügel 1 aus. Dabei bleiben auch hier die mechanisch feder be las te ten Rückschlagventile 21 geschlossen so daß sich im Raum 28 der Druck erhöht, was ein Öffnen der Ventilschließelemente 13 zur Folge hat. Der sich dadurch ergebende kurze flache Teil der federkennlinie wird durch den einfedernden Federkolben 25 etwas angehoben, Fach wesentlich früherem Anliegen des Hilfsf ederkolbens 12 am Anschlag 32 erhöht sich der Druck im Raum 29, so daß sich die Ventilschließ elemente 18 schließen und die Rückschlagventile 21 sich öffnen. Der weiter einfedernde Hauptfeder kolben 14 wirkt auf das Flüssigkeitsvolumeh der Räume 28s 29. Bei dynamischer Zugbeanspruchung wird der Anstieg der Federkennlinie wieder mit Beginn derEinfederung erhöht, insbesondere durch die zuzügliche Dämpfung des Dämpfungskolbens 24*

Besteht» die Forderung, daß die erfindungsgemäße Flüssigkeit sfede*? als Zug- und Druckapparat für Schienenfahrzeuge mit einem Untergestell« das eine zentrale Aufnahme

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Pufferkräfte nicht erlaubt, Verwendung finden soll, so ist ein Hilfsfederkolben 12 und ein Hauptfederkolben 14-mit entsprechen! längerem, und vor allem gleichen !Hin- und Ausfederhub zu verwenden₅ wobei die Ventilschließelemente 18 im Bund 15 oder ein Ventil im Federgehäuse 5 (nicht gezeichnet) beibehalten werden. Um eine sehr flache Druckkennlinie über den gesamten Druckfederweg zu erreichen, ist es vorteilhaft, den Hilfsfederkolben

12 konisch auszuführen*

Die im Hilf sf ederkolben 12" eingebaute Flüssigkeitsfeder gleicht die durch (Temperatureinfluß hervorgerufenen Vo^* lumendiff erenzen aus. Dies geschieht durch Sm- bzw« Ausfedern des Hilfsfederkolbens 12 infolge des hohen auf den Federkolben 23 wirkenden Vorspanndruckes der Flüssigkeitsfeder im Hilfsfederkolben 12. Damit der Federkolben 23 von dynamisch hydraulischen Stoßen unbeeinflußt bleibt, ist neben der Drosselwirkung am Bund

13 der Dämpfungskolben 24- vorgesehen.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   It *Xüeti^«ii!i;*i»' ι. Imbmanätm ttise Itag~ und

   rrichtungea as äobieae&fabvseugen» aiii? 2ugbugelbetä~ tiguag ntn ^a^ergLausauegleisb, "bei der mit einem Buad zur Dämpf m§ ^i&se&sa sin Hauptfederkölben sowie ei» EllffjCedeslfölibesi al ^ aifiereuiieift-eB ^iosc^JBessejea i» ein Oehäus« siafi&mcsäen _ä dadurch gekeBDZ θ lehnet, da8 2wiso3aea äea Siafltl?) äss HiXfsfeäerkoIfcens (12) und. aeinam Aas^sjag ■{<$). as S¹Sd^s?geli&ise (5) ein Abötaaä vorhaisdea isfe. i^s ^Ix; Aasfesjsteß des Hilf sf©derfeolbens (12) bei EiafÄsmxii d$s Sauptfederfcoliseiis (X4) ermögliöhfc. -

   2· JPXüsaiglceitefeder nach Anspruch 1» dadmoii neb» daß im Bund (IJ) des Hilfsfederfcolbens (12) übe* ein Haltebleofc (19) Jos einer Druckfeder (20) beaof~ schXagte, uml in Abhängigkeit? vom Druck im Baum (28) •zwischen des Bube. Cl?) im MXfsfederteoXbans (12) uad seinem Ansehlag C5S). ö££ne&&3 Tenirilschließelemenfee (18) vorgesehen sind.

   3· Plüseigicei&gfeder nach Anspruch X und 2, dadurch gekennzeichnet;, eau sich im Hilf sfederkolben (12) eine weite* re Flüssigkeitsfeder befindet« die aus einem duroh den HiXfsfederkolben (12) gebiXdeten Gehäuse uäd einem mit Dämpfungskolben (24) versehenen und sich gegen den Zugbügel (X) abstützenden Federkolben (23) besteht,

   4* PXüssigfceitsf eder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der HiXfsfederkoXben (12) nach außen konisch verjüngt 1st, wobei die Durchmesseränderung zwischen ein» und ausgefederter Stellung des HlXfsfederkolbens (12) an der Austrittsdichtscheibe (8) etwa 0,5 mm beträgt.

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