DE1810689C3 - Stoßaufnahmevorrichtung mit hydraulischer Dämpfung für Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stoßaufnahmevorrichtung mit hydraulischer Dämpfung für Schienenfahrzeuge der im Oberbegriff des Patentanspruchs I angegebenen Art.

Bei einer bekannten .Stoßaufnahmevorrichtung dieser Art (GBPS 9 86 269) ist die Kolbenstange als Mohlzylindcr ausgebildet und durch einen Schwimmkolben in zwei Kammern unterteilt, von denen eine Kammer einen Teil des Verdrängungsraums bildet, während die andere Kammer mit einem komprcssiblen Medium, beispielsweise Luft, gefüllt ist, das als Fcdcrcinrichlung zur Zurückführung der Stoßaufnahmevorrichtung in ihre Ausgangsstellung dient. Diese bekannte Stoßaufnahmevorrichtung hat den Nachteil, daß der Abstand zwischen der als Führung für die Kolbenstange dienenden Lagcrbohrurtg und dem die Druckflüssigkeit in den Verdrängungsraum verdrängenden Kolben in der Ausgangsstellung so gering ist, daß es bei seitlich wirkenden Stoßkräften /u einem Klemmen der Führung kommen kann. Ferner erfordert die Anordnung der Fcdcrcinrichlung in der Kolbenstange einen verhältnismäßig großen Kolbcnstangcnqucrschnitt, so daß beim Einwärtshub der Stoßiiufnahmevorrichtung eine verhältnismäßig große Druckflüssigkeilsmenge aus dem Zylinder verdrängt wird. Dies macht ein großes Arbeitsvolumciv der Fedcreinrichlung erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im Aufbau einfache Sloßaufnahmcvorrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei der die Gefahr des Klcmmens des Kolbens oder der Kolbenstange in ihren Führungen durch Schaffung einer ausreichenden Fiihrungslängc vermieden ist.

Durch die im Patentanspruch I gekennzeichnete Erfindung wird diese Aufgabe gelöst.

Vorteilhafte Ausgcsta'tungcn der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, daß eine Kolbenstange mit vergleichsweise geringem Durchmesser verwirklicht werden kann, so daß das Verdrängungsvolumen beim Eintauchen der Kolbenstange in den Zylinder entsprechend klein bleibt und somit die Federcinrichtung verhältnismäßig klein dimensioniert werden kann. Durch den einfachen Aufbau der erfindungsgemäßen Stoßaufnahmevorrichtung ist ferner eine wirtschaftliche Herstellung derselben möglich.

Verschiedene Ausführungsbcispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

Fig. I einen Längsschnitt einer erfindungsgemäUen Stoßaufnahmevorrichtung in einer ersten Ausfühningsform,

Fi g. 2 und J Querschnitte der Drosseleinrichtung der StoOaufnahnievorrichtung nach Fig. I in größerem Maßstab und

Fig.4 bis 7 Längsschnitte erfindungsgemäßer Stoßaufnahmevorrichtungen in vier weiteren Ausführungsformen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. I ist in einem Zylinder 1 längsversehiebltch ein mit einer Kolbenstange 3 verbundener Kolben 2 angeordnet. Das kolbenstangcnscitige Ende des Zylinders 1 mündet in ein Rohr4, das von einer Membran 5 umgeben ist, die an den beiden Enden des Rohrs 4 mittels Klemmen 6 dichtend festgeklemmt ist. Eine durch einen Behälter 7 und die Membran 5 gebildete Kammer 8 i:t mit Druckgas durch einen Füllstutzen 9 gefüllt. Zur einfachen Wartung und Nachfüllung kann der Füllstutzen 9 als Schnclltrennkupplung ausgebildet sein. Zur Überwachung des Gasdruckes im Behälter 7 ist ein Manometer IO vorgesehen. Zwei Teilkammern t J und 12, eine Ringkammer 12' und ein Zylinderraum 13 sind mit Druckflüssigkeit gefüllt. Eine Manschette 14 dichtet eine Lagerbohrung 16 für die Kolbenstange 3 ab. Ein neben der Manschette 14 angeordneter Abstreifer 15 säubert die Kolbenstange 3 vor Eintritt in die Lagerbohrung 16 und vermeidet somit eine Beschädigung der Manschette 14 und d .τ Lagerbohrung 16durch Staub und Schmutz.

Im Kolben 2 ist drehbar ein Blendenring 17 angeordnet, der von einem Thermostat 18 verdreht werden kann. In die /.entrische Öffnung des Blendenrings 17 ragt eine Rcgelstangc 19 mit Nuten 20, die mit entsprechender. Ausnehmungen 20' im Blendenring 17 zusammenwirken. Der Querschnitt der Nuten 20 in der Regelslangc 19 nimmt zu einem Zylinderboden 21 hin in einem solchen Maße ab, daß sich über den gesamten Hub der Stoßatifnahmevorrichiung eine konstante Dämpfungskraft ergibt.

Die Wirkungsweise der Thcrmostolregelung zur Anpassung der Drosselquerschnitte an die jeweilige Viskosität der Druckflüssigkeit ist schematisch in F i g. 2 und 3 dargestellt. Der Blendenring 17 und die Regelstange 19 weisen eine gleiche Anzahl von Ausnehmungen 20' bzw. Nuten 20 auf, deren Teilungen übereinstimmen, so daß bei entsprechender Einstellung von Blendenring 17 und Regelstange 19 jeweils die Ausnehmungen 20' in dem Blendenring 17 den Nuten 20 in der Regelstangc 19 gegenüberliegen. Die Einstellung, bei der eine völlige Deckung der Nuten 20 mit den Ausnehmungen 20' gegeben ist, wie in F i g. 3 dargestellt, entspricht dem Größtwert der Viskosität der Druckflüssigkeit, der berücksichtigt wird, bzw. der niedrigsten berücksichtigten Temperatur der Druckflüssigkeit. Erwärmt sich die Druckflüssigkeit, ->o verdreht der Thermostat 18 den Blendenring 17 derart, daß der . dadurch verringerte Drosselquerschnitt der geringeren Viskosität der Druckflüssigkeit angepaßt ist.

In unbelastetem Zustand nimmt die Stoßaufnahmevorrichtung die in Fig. I dargestellte Lage ein. In sämtlichen Kammern herrs;ht der gleiche Druck, der durch den Druck des Druckgases der Kammer 8 bestimmt wird und beliebig über dem Atmosphärendruck liegen kann. Dieser fc.TiMts in der Ausgangsstellung der Vorrichtung vorhandenen Druck ist an der Querschnittsfläche der Kolbenstange .} wirksam und hält den Kolben 2 η Anlage an einem Bund des Zylinders I. Bei Verwendung der erfindiingsgemäßen Stollaufnahmevorrichtung zum Aufnehmen der auf Güterwagen einwirkenden RangierstöQe dient diese Vorspannkraft zur Übertragung der Zugkräfte von einem die Kupplung tragenden Stoßbalken auf den Wagenrahmen.

Wird die Stoßaufnahmevorrichtung durch eine entsprechende Stoßkraft belastet, so wird die Kolbenstange J entgegen der Vorspannkrait in den Zylinder 1 hineingedrückt und verschiebt den Kolben 2, der die Druckflüssigkeit aus dem Zylinderraum 13 durch die Nuten 20, die Ausnehmungen 20', Bohrungen 23 in der Kolbenstange 3 und Bohrungen 22 in dem Rohr 4 in die von der Membran 5 umschlossene Teilkammer 12 verdrängt. Die Membran 5 wird hierdurch gedehnt und verkleinert die gasgefüllte Kammer 8, «,»bei sich der Druck in dieser erhöht. Ist die Stoßenergie unter entsprechender Dämpfungswirkung aufgenommen, so wird die Kolbenstange J mit dem Kolben 2 durch den in der Kammer 8 herrschenden Gasdruck, der sich auf die Druckflüssigkeit überträgt, wieder in ihre Ausgangsstellung gebracht. Die hierbei wirksamen Kräfte können durch entsprechende Dimensionierung der Kammer 8 und des Querschnitts der Kolbenstange 3 so groß gewählt werden, daß sie in der Lage sind, den beispielsweise an einem Prellbock aufgelaufenen Güter-■ wagen zurückzuschieben, bis die Sioßaufnahmevorrichtung wieder ihre Ausgangsstellung eingenommen hat.

Die Anordnung der von der Membran 5 begrenzten Kammer 8 auf der der Kolbenstange 3 zugewandten Seite des Kolbens 2 hat den Vorteil, daß die Membran 5 nicht den bei Einwirken eines Stoßes kurzzeitig auftretenden hohen Drücken in dem Zyliiulcraum 13 ausgesetzt ist und dadurch überdehnt wird.

Die in F i g. 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen entsprachen im wesentlichen dem Allsführungsbeispiel gemäß Fig. I. Die Mittel zur Begrenzung der mit Gas gefüllten Kammer 8 sind jedoch unterschiedlich.

Bei der Ausführungsforin gemäß Fig.4 ist eine die Kolbenstange 3 ringförmig umgebende Membran 25 von U-förmigem Querschnitt vorgesehen, deren Enden in ein kolbenstangcnseitiges Verschlußstück 24 des Behälters 7 eingeklemmt sind. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die mit Druckgas gefüllte Kammer 8 nahezu allseitig von der unter gleichem Druck stehenden Druckflüssigkeit umgeben ist, so daß eine vorhandene Permeabilität der die Kammer 8 begrenzenden Membran 25 sich nicht nachteilig auswirken kann. Der Füllstutzen 9 ist bei dieser Ausführungsforin /uweckmäßigerweise in dem Verschlußstück 24 angeordnet.

Bei der in F i g. 5 dargestellten Ausführungsform ist als Druckübertragungsglied ein die Kolbenstange 3 ringförmig umgebender Schlauch 26 vorgesehen, der über ein durch die Wand des Behälters 7 geführtes Ventil, das in den Schlauch 26 einvulkanisiert ist, mit Druckgas gefüll! wird. Um zu verhindern, daß der ι Schlauch 26 durch Knicken oder Überdehnen örtlich überbeansprucht wird und reißt, sind im Behälter 7 Füllstürke 27 und 28 angeordnet, deren dem Schlauch 26 zugekehrte Flächen der Schlauchform angepaßt sind. Auch die Form der Behälterwand ist der Schlauchform angepaßt und vermeidet scharfe Kanten und Ecken. Um zu verhindern, daß der Schlauch 26 durch Reiben an der Kolbenstange 3 beschädigt wird, ist er zur Kolbenstange hin durch ein mit dem Zylinder 1 oder dem Behälter 7

verbundenes Kohr 29 geschützt. Schliel.llicli isl /um Sehnt-' der l.agerbohrung 16 fin die Kolbenstange 3 ein Rollbalg 37 vorgesehen, der ::n dem freien l.ndc des Hchältcrs 7 eingespannt isl und den einschicbbarcn feil der Kolbenstange 3 bedeckt.

Gemäß der in Ii g. (> dargcstellti η Auslührungslonn ist in dem Zylinder I ein von der Kolbenstange 3 durchragler Kingkolben 30 angeordnet, der gegenüber dem Zylinder I und der Kolbenslange 3 vcrschiehlieh und /u einer mit Druckflüssigkeit gefüllten Kammer 31 hin abgedichtet ist. Der Kingkolben 30 ist von einer (iiimmidriickfedci 32 beaufschlagt, die sich an ι mein Vcrschlußsiück 13 des Zylinder. 1 absiüt/t. Die Gummidruckfeder 32 wird so eingebaut, daß sie Mündig unter einer bestimmten Vorspannung stellt, die auf dem Kingkolbeu 30 lastet und in der Druckflüssigkeit einen Druck cr/eugl. der den Kolben 2 in Anlage an einem Anschlagring 34 halt Zur Drosselung der Druckflüssigkeil ist auch bei dieser Ausführuiigsform die in eine miltigc Öffnung des Kolbens 2 hineinragende Kegelstangc 19 vorgesehen.

Wird die Kolbenstange 3 durch einen Stoß in den Zylinder 1 hineingeschoben, so bewirkt die durch die Kolbenstange 3 verdrängte Druckflüssigkeit eine Verschiebung des Kingkolbens 30 entgegen der Kraft der Gummidruckfeder 32. die dadurch starker gespannt wird. Die folge ist eine Druckerhöhung in dem Zylinderraum 13 und der Kammer 31. durch die nach Aufnahme des Stoßes ein sehnelles Zurückschieben des Kolbens 2 in seine Ausgangsstellung bewirkt wird

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Γ ι g. 7 isl als fedcreinriehtung eine mit einer komprcssiblcn flüssigkeit gefüllte, in einem Gehäuseteil 40 am kolbcnstangcnscitigen Finde des Zylinders 1 angeordnete, ringförmig die Kolbenstange 3 umgebende Druckkammer 41 vorgesehen, in die Plungcrkolbcn 42 und 43 eintauchen.

In einer von der Druckkammer 41 umschlossenen Mitlclbohrung isl die Kolbenstange 3 geführt. Die l'liingerkolben 42 und 4 3 sind durch Dichtungen 44 und 41 gegenüber der Druckkammer 4I abgedichtet. Mit ihren aus der Druckkammer 4I heraiisragendcn linden ruhen die l'lungerkolben 42 und 4 3 aiii einem Kingkolben 46. der die Kolbenstange 3 umgibt und in dem Zylinder I langsverschiehlich geführt isl Manschetten 47 und 48 dichten den Hingkolben 46 /u einer mit Druckflüssigkeit gefüllten Kammer 49 hin ab. line /wischen dem Kingkolben 46 und del Druckkammer 41 liegende Zw ischcnkammcr 50 ist über Hohningen 51 und filterelemente 52 mit der Atmosphäre verbunden, fin Zylinderraum 53 und die Kammer 49 in dem Zylinder I werden durch ilen Kolben 2 voneinander

über einen durch die Kegelstanr«" 19 und eine Hlendenöffniing im Kolben 2 gebildete Drossclslellc. lim die Druckflüssigkeil in der Ausgangsstellung der Stoßaufnahmevorrichtuii}: unter einem Vordruck hallen /u können, weist die Kolbenstange 3 einen Anselilagring 54 auf. an den der Kingkolben 46 zur Anlage kommt.

Hei l.inwirkung eines Stoßes auf die Sloßaufnahme vorrichtung w ird von dem Kolben 2 die Druckflüssigkeil aus den' /vlinderraimi 5 3 über die Drosselstelle in die Kammer 49 verdrängt. Die durch finiatichcn der Kolbenstange 3 in die K.immer 49 verdrängte Druckflüssigkeil bewirkt ein Verfluchen des Kingkol bens 46 in Kichtiing auf die Druckkammer 41. wodurch die l'lungerkolben 42 und 4 3 liefer in die Druckkammer 41 eintauchen und in dieser eine Druckerhöhung bewirken. Nach Aufnahme des Stoßes bewirkt der in der Druckkammer 41 vorhandene Druck durch Ziiriickdrückcn der F'lungei kolben 42 und 43 die Rückstellung der .Stoßaufnahmevorrichtung in ihre Ausgangsstellung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Stoßaufnahmevorrichtung mil hydraulischer Dämpfung für Schienenfahrzeuge, bestehend aus einem Druckflüssigkeit enthaltenden Zylinder, dessen eines Ende durch einen Zylinderboden verschlossen ist, einem in dem Zylinder verschiebbaren Kolben mit einer Kolbenstange, die sich von der dem Zylinderboden abgewandten Seite des Kolbens aus erstreckt und flüssigkeitsdicht durch eine Lagerbohrung eines Verschlußstücks des anderen Endes des Zylinders geführt ist, einer Federeinrichtung, die beim Einwärtshub des Kolbens gespannt wird und zum Zurückführen der Stoßaufnahmevorrichiung in ihre Ausgangsstellung dient, wobei beim Einwärtshub des Kolbens Druckflüssigkeit aus dem Zylinderraum zwischen dem Zylinderboden und dem Kolben über eine Drosseleinrichtung in einen Vcrdrängungsraum km{ der anderen Seite des Kolbens verdrängt wird und der Druck der in den Verdrängungsraum verdrängten Druckflüssigkeit mittels eines flüssigkcitsdichten Druckübertragungsglicds auf die Federcinrichtung wirkt und wobei der Zylindcrraum zwischen dem Zylinderboden und dem Kolben mit einem auf der dem Zylinderboden abgewandten Seite des Kolbens vorhandenen Ringraum verbunden ist, dessen radial innere Begrenzung durch die äußere Umfangsfläche der Kolbenstange gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, tiuß die Federeinrichtung und das ilüssigkcitsdichte Druck^bcrtra.'jngsglicd (Membran 5 bzw. 25 bzw. Schlauch 26 bzw. Ringkolbcn 30 bzw. 46) in dem auf der dem Z>· indcrboden (21) abgewandten Seite des Kolbens (2) vorhandenen Ringraum angeordnet sind, der durch das Druck-Übertragungsglied (Membran 5 bzw. 25 bzw. Schlauch 26 bzw. Ringkolbcn JO bzw. 46) in eine die Feuereinrichtung enthaltende Kammer (8 bzw. 41, 50) und eine den Verdrängungsraum für die Druckflüssigkeit bildende Kammer (II, 12 bzw. 31 bzw. 49) unterteilt ist.

2. StoUaufnahmcvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckübertragungsglied ein in dem Ringraum allseitig geschlossener, die Kolbenstange ()) ringförmig umgebender Schlauch (26) ist. der mit einem unter Druck stehenden gasförmigen Medium gefüllt ist.

3. Stoßaufnahmevorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucküberiragungsglicd eine an dem VcrschlußstUck (24) des Zylinders (I) dichtend befestigte, die Kolbenstange (3) ringförmig umgebende Membran (25) ist und der von der Membran (25) umschlossene Raum mit einem gasförmigen Medium gefüllt ist.

4. Sloßaufnahmcvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckübcrlragungsglied eine elastische, einen Schlauchabschnilt bildende, an den Enden eingespannte Membran (5) ist, wobei die die Federeinrichtung enthaltende, mit einem gasförmigen Medium gefüllte Kammer (8) und die den Verdrängungsraum für die Druckflüssigkeit bildende Kammer (II, 12) konzentrisch zueinander angeordnet sind.

5. Stoßaufnahmevorriehiung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (5) zur Kolbenstange (3) hin an einem diese umgebenden Rohr (4) mit radialen Bohrungen (22) abstützbar ist.

6. Sloßaufnahmevorrichtung nach Anspruch I,

dadurch gekennzeichnet, daß das Druckübertragungsglied ein gegenüber der Kolbenstange (3) und der Zylinderwand abgedichteter, axial verschiebbarer Ringkolbcn (30 bzw. 46) ist.

7. Stoßaufnahmevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federemrichtung eine Gummidruckfeder (32) ist.

8. Stoßaufnahmevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung eine mit einer kompressiblen Flüssigkeit gefüllte, am kolbcnstangenseitigen Ende des Zylinders (1) angeordnete, ringförmig die Kolbenstange (3) umgebende Druckkammer (41) umfaßt, in die Plungerkolben (42 und 43) eintauchbar sind, die eine dem Ringkolben (46) benachbarte Wand der Druckkammer (41) durchdringen und sich auf dem Ringkolben (46) abstützen.