DE1921897A1

DE1921897A1 - Stossdaempfereinrichtung,insbesondere fuer Eisenbahnwagen

Info

Publication number: DE1921897A1
Application number: DE19691921897
Authority: DE
Inventors: Ostwald Dipl-Phys Fritz
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1969-04-29
Filing date: 1969-04-29
Publication date: 1970-11-12
Also published as: US3656633A; GB1304215A; FR2040398A1

Description

ALFRED TEVES GMBH 15. April 1969

P 35 90

Frankfurt am Main «»/,*./,

SL/Mi/bs

F. Ostwald 132

Stoßdämpfereinrichtung insbesondere für Eisenbahnwagen

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Stoßdämpfer einrichtung zur Verwendung insbesondere bei Eisenbahnwagen, bei denen die Kupplungsträger- und die Ladungsträgerkonstruktion bei einem auf die Kupplung wirkenden Aufprallstoß in Wagenlängsrichtung relativ zueinander bewegbar sind, wobei die hydraulische Stoßdämpferanordnung zwischen den beiden Teilen angeordnet ist und zwecks Verhinderung einer Beschädigung des Ladegutes einen Teil der Stoßenergie in Wärme umsetzt. Da bei höheren Stoßbeanspruchungen, wie beispielsweise automatischem Rangierbetrieb, die bekannten Federpuffer an den Endseiten von Eisenbahnwagen nicht ausreichten, die auftretenden Energien zu bewältigen und einen ausreichenden Ladungsschutz zu gewährleisten, wurden Langhub-Stoßdämpfereinrichtungen vorgeschlagen mit in Abhängigkeit vom Kolbenweg gesteuerter Dämpfung.

Da die zu absorbierende kinetische Stoßenergie außer von der Auflaufgeschwindigkeit auch von der Masse des Ladegutes abhängt, die Masse bzw. das Gewicht des Ladegutes aber von Fall zu Fall verschieden ist, wird auch durch die Stoßdämpfereinrichtung mit praktisch konstanter Dämpfung nicht in allen Fällen eine ausreichende Ladung s siehe rung gegen in Wagenlängsrichtung ausgeübte Stoßbeanspruchung erreicht. Wird eine solche Stoßdämpfervorrichtung auf praktisch vorkommende Ladegewichte ausgelegt, dann ist bei vorkommenden, der konstruktiven Auslegung nicht

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entsprechenden Lastveränderungen die Dämpfung und Energie absorption unzureichend. Andererseits könnte bei geringeren Stoßbeanspruchungen entweder die Dämpfung weicher oder der notwendige verfügbare Hubweg von vornherein kürzer ausgelegt sein.

Um diesen Nachteil auszuschalten, wird in der deutschen Auslegeschrift 1 259 370 eine Langhub-Stoßdämpfereinrichtung vorgeschlagen, in dem Mittel vorgesehen sind, die Dämpfung an das jeweilige Ladegewicht anzupassen. Dazu muß das Ladegewicht in Abhängigkeit vom Achsdruck gemessen werden, diese Achsdruckmeßwerte sind auf die Langhub-Stoßdämpfer zu übertragen, die Vorrichtungen aufweisen, die die Dämpfung in Abhängigkeit vom jeweiligen Ladegewicht verändern, indem die dicht ineinanderliegenden Rohre mit paarweise aufeinander aucrichtbaren Durchlaßöffnungen· eines im Zylinderhohlraum des Stoßdämpfers angeordneten Drosselorgans gegeneinander verdreht werden, wobei sich der freie Durchlaßquer schnitt der Durchlaß-Öffnungen und somit die Dämpfung des Stoßdämpfers dem Ladegewicht entsprechend ändert.

Dies ist eine konstruktiv recht aufwendige Lösung des Problems, deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, eine einfachere, automatische Steuerung der Dämpfungskräfte zu schaffen, die außerdem weitgehend wartungsfrei ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur automatischen Steuerung der Dämpfungskräfte im Hohlzylinderraum des Stoßdämpfers Mittel zur Bestimmung der momentanen Ver-

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zögerung und zur Steuerung einer Durchfluß blende für das Druckmittel in Abhängigkeit von der Verzögerung vorgesehen sind.

In einem in bekannter Weise in einen verschiebbaren Kolbenstangenzylinder hineinragenden Rohr, das am ortsfesten Außenzy linde rboden befestigt ist, sind Bohrungen vorgesehen, deren öffnungsweite von der Stellung einer auf dem Rohr verschiebbaren, eine träge Masse tragenden Steuerhülse abhängt, wobei die träge Masse durch eine Feder mit dem Außenzylinderboden verbunden ist.

Der Innenraum des Außenzylinders, der mit einem elastischen Balg zur Aufnahme des verdrängten Druckmittels in Verbindung steht, ist durch einen Scheibenkolben unterteilt^ <^^er einerseits eine Drossel und andererseits ein federbelastetes Öffnungsventil zum Druckausgleich aufweist.

Am Ende eines konisch ausgebildeten Fortsatzes der Außenzylinderwand sind Gummipuffer angeordnet.

Das Ziel einer Beeinflussung der Dämpfung in Abhängigkeit vom Wagengewicht, ist eine konstante Verzögerung über den gesamten Kolben etangenhub, die in keinem Fall einen bestimmten Maximalwert überschreiten darf.

Grundgedanke der Erfindung ist es, die Dämpfung direkt in Abhängigkeit von der Verzögerung und nicht vom Kolbenweg zu steuern und den Umweg über die Achslast zu vermeiden.

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BAD ORIGINAL

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Da die Verzögerungsmessung unabhängig von der Geschwindigkeit und dem Wagengewicht ist, werden bei einer verzögerungs* abhängigen Dämpfung automatisch Einflüsse unterschiedlicher Geschwindigkeiten und Wagengewichte auf die gewünschte Höchstverzögerung erfaßt. Die Einrichtung wird so eingestellt, daß bei maximalem Fahrzeuggewicht und maximal zulässiger Verzögerung sich die Steuerhülse gegen die Federkraft gerade soviel verschoben hat, um einen Drosselquerschnitt von der Größe freizugeben, daß der von der Einfederungsgeschwindigkeit abhängige Druck auf den für Fahrzeuggewicht und Verzögerung maßgeblichen Wert ansteigt.

Je höher die Anfangsgeschwindigkeit und damit die kinetische Energie des Fahrzeugs ist, desto langer ist der Einfederungsweg und desto größer auch die Dämpfungsarbeit bei gegebener Verzögerung.

Bei kleinem Fahrzeuggewicht würden sich höhere Verzögerungen einstellen, wenn nicht eben infolge dieser höheren Verzögerungen die Steuerhülse sich gegen die Federkraft verschieben würde, wodurch der Drosselquerschnitt sich vergrößert, sodaß die Dämpfungskraft absinkt und die zulässige Verzögerung ebenfalls nicht überschritten wird. Es ist dabei vorteilhaft für die Feder eine möglichst kleine Federrate vorzusehen.

Die Erfindung ist anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

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Die Figur zeigt einen schematisehen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Stoßdämpfer.

Der Stoßdämpfer ist in bekannter Weise als einseitiger Kolbenstangenzylinder 1 ausgebildet, der unbelastet durch eine Schraubenfeder 2, die sich einerseits am mit dem Wagen fest verbundenen Ende des Außenzylinders 3 und andererseits am mit der Kolbenstange 1 verbundenen Puffer 5 abstützt, in Strecklage gehalten wird.

In die hohle Kolbenstange 1 taucht ein Rohr 4 ein, das am Boden des Außenzylinders 3 befestigt ist. Das Rohr 4, die Kolbenstange 1 und der Außenzylinder 3 sind konzentrisch zueinander angeordnet. Auf dem Rohr 4 gleitet mit der Kolbenstange 1 fest verbunden ein Scheibenkolben 6, der den Innenraum des Außen Zylinders unterteilt und einerseits auf einer Seite eine Drosselbohrung 7 für den Durchtritt des den Innenraum des Außenzylinders 3 ausfüllenden Druckmediums aufweist und andererseits ein federbelastetes Öffnungsventil 8 zum Druckausgleich besitzt. Auf der Seite der Drosselbohrung 7 weist die Kolbenstange 1 eine Durchlaßbohrung 9 auf. Der Innenraum des Außenzylinders 3 ist auf der dem Puffer 5 zugewandten Seite dicht abgeschlossen durch eine Ringscheibe 10, die die Kolbenstange 1 umfaßt, der gegen sie verschoben werden kann. Eine Drosselbohrung 11 verbindet den Zylinderinnenraum mit einem elastischen Balg 12j der bei einer Stoßbeanspruchung der Vorrichtung in Richtung A das verdrängte Kolbenstangenvolumen an Druckmittel aufnimmt, denn auch der vom Rohr 4 und der Kolbenstange 1 eingeschlossene

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Raum enthält das zur Dämpfung dienende Druckmittel. Am Ende eines zur besseren Führung der Schraubenfeder 2 konisch verlaufenden Fortsatzes 13 des Außenzylinders 3 ist ein ringförmiger Gummipuffer 14 vorgesehen zur Kolbenstangenentlastung bei Druckstößen. Der Abstand zwischen den Gummipuffern 14 und dem Boden des Puffers 5 bestimmt den maximalen Kolbenhub. Am Boden des fest mit dem Wagen verbundenen Außenzylinders entsteht zwischen dem vom Rohr 4 und der Kolbenstange 1 eingeschlossenen Raum und dem Innenraum des Außenzylinders ein auf axiale Verzögerung entsprechendes Durchgangsventil, indem eine mit einer trägen Masse 15 versehene, auf dem Rohr 4 verschiebbare Hülse 16 angeordnet ist, die in Ruhestellung Bohrungen 17 im Rohr 4 verschließt. Die träge Masse 15, z.B. eine auf der Hülse 16 befestigte Ringscheibe, ist über eine Rückholfeder 18 mit dem Zylinderboden verbunden. Die Steuerkanten der Bohrungen im Rohr 4 sind viskositätsunempfindlich ausgebildet.

Wie schon erwähnt, ist die mit der Steuerhülse 16 verbundene träge Masse 15 vorzugsweise als Scheibe ausgebildet, um'eine hydraulische Schwingungsdämpfung der Hülse zu erzielen.

Die Wirkungsweise der Erfindung ist folgende:

Wird ein Wagen in Richtung A über den Puffer 5 abgebremst, so verschiebt sich die Kolbenstange 1 mit dem Scheibenkolben 6 entgegen der Kraft der Feder 2 und das Druckmittel wird durch die Bohrung 9 und die Drossel 11 bzw. die Drosseln 7 und 11 in den elastischen Balg 12 verdrängt. Die Größe der Dämpfung ist durch die Drosselbohrung festgelegt.

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Wird der Kolbenstangenzylinder durch die Schraubenfeder 2 in Ausgangsstellung zurückgebracht, öffnet sich das Ventil 8 und sorgt für einen Druckausgleich im Innenraum des Außen Zylinders 3. Im beschriebenen Fall hatte die verhältnismäßig geringe Verzögerung des Wagens keinen oder nur einen unbedeutenden Einfluß auf das verzögerungsabhängige Ventil 17.

überschreitet die Verzögerung des Wagens das maximal zulässige Maß, so bewegt sich die träge Masse 15 entgegen der Fahrtrichtung A und öffnet, indem sie die Steuerhülse 16 verschiebt, H einen hydraulischen Nebenschluß durch den Durchlaß 17 für das Druckmittel aus dem Rohr 4 in den Innenraum des Außenzylinders 3, sodaß sich der Widerstand des Druckmittels vermindert und sich eine größere Dämpfung ergibt.

Bei Nachlassen der Verzögerung bringt die Feder 18 die Steuerhülse 16 in ihre Ausgangsstellung zurück. Durch die Stärke dieser Feder kann der Höchstwert der Verzögerung bestimmt werden.

Bei Anlaufen des Scheibenkolbens 6 an die Steuerhülse 16 ergibt sich eine hydraulische Endlagendämpfung. Zur Verminderung der Reibung zwischen Steuerhülse 16 und dem Rohr 4 kann die Hülse auf Kugeln geführt sein.

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Claims

ALFRED TEVES GMBH * 15. April. 1969 ir w■♦ xj, · P 3590 Frankfurt am Main __ ... . SL/Mi/bs Patentansprüche

1.) Hydraulische Stoßdämpfereinrichtung zur Verwendung ins- ^ besondere bei Eisenbahnwagen, bei denen die Kupplungsträger- und Ladungsträgerkonstruktion bei einem auf die Kupplung wirkenden Aufprallstoß in Wagenlängsrichtung relativ zueinander bewegbar sind, wobei die hydraulische Stoßdämpferanordnung zwischen den beiden Teilen angeordnet ist und zwecks Verhinderung einer Beschädigung des Ladegutes einen Teil der Stoßenergie in Wärme umsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß zur automatischen Steuerung der Dämpfungskräfte im Hohlzylinder raum des Stoßdämpfers Mittel zur Messung der Verzögerung zur Steuerung einer Durchflußblende (17) für das Druckmittel in Abhängigkeit von der gemessenen Verzögerung vorgesehen sind.

2. Hydraulische Stoßdämpfereinrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem in bekannter Weise in einen verschiebbaren Kolbenstangenzylinder (1) hineinragenden Rohr (4), das an ortsfesten Außenzylinderboden befestigt ist, Bohrungen (17) vorgesehen sind, deren Öffnungs· weite von der Stellung einer auf dem Rohr (4) verschiebbaren, eine träge Masse (15) tragenden Steuerhülse (16) abhängt, wobei die träge Masse (15) durch eine Feder (18) mit dem Außenzylinderboden verbunden ist.

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3. Hydraulische Stoßdämpfer einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Außenzylinders (3), der mit einem elastischen Balg (12) zur Aufnahme des verdrängten Druckmittelvolumens in Verbindung steht, durch einen Scheibenkolben (6) unterteilt ist, der einerseits eine Drossel (7) und andererseits ein federbelastetes Öffnungsventil (8) zum Druckausgleich aufweist.

4. Hydraulische Stoßdämpfereinrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende eines konisch ausgebildeten Fortsatzes der Außenzylinderwand (3) Gummipuffer (14) angeordnet sind.

5. Hydraulische Stoßdämpfer einrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet» daß sich am mit dem Wagen fest verbundenen Ende des Außenzylinders (3) und am mit der Kolbenstange

(1) verbundenen Puffer (5) eine Schraubenfeder (2) abstützt. d

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