DE2118655C2 - Zug- und Stoßvorrichtung für Mittelpufferkupplungen von Schienenfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zug- und Stoßvorrichtung für Mittelpufferkupplungen von Schienenfahrzeugen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs.

Eine solche Vorrichtung ist durch die US-PS 34 11 635 bekannt Bei dieser bekannten Vorrichtung, deren Federeinrichtung eine pneumatische Einrichtung umfaßt, wirkt die Ventileinrichtung, die erst bei Erreichen eines bestimmten Flüssigkeitsdruckes in der Druckkammer der hydraulischen Dämpfungseinrichtung die Drosselöffnung des Kolbens freigibt und die hydraulische Dämpfungseinrichtung ansprechen läßt, nur druckabhängig. Dies hat zur Folge, daß unter einer Stoßeinwirkung, welche die Kraft der Schließfeder der Ventileinrichtung überwindet, die Zug- und Stoßvorrichtung auch dann schon zusammengedrückt wird, wenn die Stoßeinwirkung mit geringer Geschwindigkeit erfolgt Eine solche Funktionsweise der Zug- und Stoßvorrichtung ist für den normalen Fahrbetrieb nicht erwünscht, da sie beim Bremsen des durch die Schienenfahrzeuge gebildeten Zugverbands dazu führen kann, daß dieser verhältnismäßig stark zusammengedrückt wird. Dies steht dem Bestreben entgegen, den Zugverband im normalen Fahrbetrieb möglichst starr zu halten, um Längsstöße innerhalb des Zugverbands beim Bremsen und Beschleunigen möglichst zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zugund Stoßvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs so auszubilden, daß die hydraulische Dämpfungseinrichtung nicht nur druckabhängig, sondern auch geschwindigkeitsabhängig wirkt, und zwar in der Weise, daß sich unter einer die Kraft der Schließfeder der Ventileinrichtung überwindenden Stoßeinwirkung mit geringer Geschwindigkeit (beim Bremsen des ZugVerbands) nur eine geringe Zusammendrückung der Zug- und Stoßvorrichtung und unter einer solchen Stoßeinwirkung mit größerer Geschwindigkeit (bei der Aufnahme von Auflaufstößen) eine vergleichsweise starke Zusammendrückung der Zug- und Stoßvorrichtung ergibt.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegeben.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird erreicht, daß bei einer die Kraft der Schließfeder überwindenden Stoßeinwirkung mit größerer Geschwindigkeit der ICoI-ben der hydraulischen Dämpfungseinrichtung dem ke-

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gelförmigen Ventilring der Ventileinrichtung vorauseilt. Auf dem zylindrischen Führungsabschnitt 20 ist eine

da bei dem durch die Kraft der Schließfeder erfolgen- Hülse 22 von wesentlich größerer Länge als derjenigen

den Verschieben des Ventilrings in Richtung auf die des Führungsabschnitts 20 geführt, welche an ihrem ei-

Drosselöffnung des Kolbens ein hydraulischer Drossel- nen Ende einen kegelförmigen Ventilring 23 aufweist

widerstand zu überwinden ist; mithin bleibt in diesem 5 und an ihrem anderen Ende unter Bildung einer zylindri-

FaIl die Drosselöffnung des Kolbens genügend lange sehen Ringkammer 24 einen auf dem Endabschnitt 21

geöffnet, um eine verhältnismäßig starke Zusammen- geringeren Durchmessers geführten Innenbund 25. In

drückung der Zug- und Stoßvorrichtung zu ermögli- der Wand der Ringkammer 24 ist eine Drosselbohrung

chen. Bei einer Stoßeinwirkung mit geringer Geschwin- 26 vorgesehen. Die Hülse 22 mit dem Venturing 23 ist

digkeit kann dagegen der Ventilring dem Kolben unmit- io über eine als Schließfeder 27 wirkende Schraubenfeder

telbar folgen, so daß die Drosselöffnung des Kolbens gegen einen Federteller 28 abgestützt, der am Ende des

gleich wieder verschlossen wird und nur eine Vergleichs- zylindrischen Endabschnitts 21 des Regeldorns 17 befe-

weise geringe Zusammendrückung der Zug- und Stoß- stigt ist. Die Schließgeschwindigkeit des Ventilrings 23

vorrichtung stattfinden kann. ist abhängig von der Kennlinie der Schließfeder 27 so-

Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel der 15 wie dem Querschnitt der Drosselbohrung 26 in der

erfindungsgemäßen Zug- und Stoßvorrichtung, und Wand der Ringkammer 24. Der Ventilring 23 bildet auf

zwar in diese Weise ein Druckbegrenzungsventil für die in dem

Fig. 1 bis 3 die Zug-und Stoßvorrichtung mit hydrau- hydraulischen Zylinder 5 befindliche Druckflüssigkeit,

lischer Dämpfungseinrichtung im Längsschnitt, in ver- welche bei geöffneter Ventileinrichtunir ilurch die Dros-

schiedenen Betriebsstellungen, und in 20 seiöffnung 18 sowie in dem Kolben 4 befindliche Boh-

F i g. 4 und 5 die hydraulische Dämpfungseinnchtung rungen 29 auf die andere Kolbenseite übertreten kann

im Längsschnitt in verschiedenen Betriebsstellungen als in einen Raum, welcher über Öffnungen 30 mit einem

Teilausschnitte aus F i g. 1 bis 3 in größerem Maßstab. den Zylinder 5 umgebenden Ausgleichsraum 31 in Ver-

Während F i g. 3 die Zug- und Stoßvorrichtung in bindung s^ht Außerdem ist stirnseitig in dem Kolben 4 Ausgangsstellung zeigt, zeigen F i g. 1 die Vorrichtung 25 eine durch eine federnde Ventilplatte 32, die als Rückunter Stoßeinwirkung bei einem Auflaufstoß und F i g. 2 schlagventil wirkt, verschlossene Durchlaßbohrung 33 unter Zugeinwirkung. Mit 1 ist ein Gehäuse der eine vorgesehen.

geschlossene Einheit bildenden Zug- und Stoßvorrich- Der Ausgleichsraum 31 wirkt nicht als hydropneumatung bezeichnet Das Gehäuse 1 besteht aus einem eine tischer Druckspeicher, sondern er hat nur die Aufgabe, hydraulische Dämpfungseinrichtung aufnehmenden 30 die beim Einwärtshub durch den Kolbenschaft 4a verTopf la, einer daran anschließenden Hülse Xb und einer drängte Flüssigkeit aufzunehmen bzw. die beim Auszur Abstützung einer mechanischen Federeinrichtung wärtshub erforderliche zusätzliche Flüssigkensmenge dienenden Stützhülse ic. Das Gehäuse 1 ist starr in der abzugeben sowie durch Erwärmung bedingte Volumen-Längsmittelebene des Schienenfahrzeugs an diesem be- änderungen auszugleichen.

festigL In dem Gehäuse 1 ist ein bewegliches Teil 2 der 33 Nachfolgend wird die Wirkungsweise der beschriebe-Zug- und Stoßvorrichtung angeordnet, das an seinem nen Zug- und Stoßvorrichtung erläutert,
aus dem Gehäuse herausragenden Ende ein Kupplungs- F i g. 3 zeigt die Vorrichtung in der Ausgangsstellung, teil 3 aufweist zur gelenkigen Befestigung einer Mittel- Dieser Stellung entspricht die in der unteren Hälfte der pufferkupplung und an seinem anderen Ende einen KoI- F i g. 4 in größerem Maßstab dargestellte Stellung des benschaft 4a mit einem Kolben 4, der in einen in dem 40 Kolbens 4. Das durch den Ventilring 23 gebildete Topf la ausgebildeten hydraulischen Zylinder 5 hinein- Druckbegrenzungsventil ist geschlossen, und die Federragt, säulen 6 und 7 sind — abgesehen von ihrer Vorspan-

Die mechanische Federeinrichtung besteht aus zwei nung — unbelastet

konzentrisch um das bewegliche Teil 2 angeordneten Bei Zugbelastung (F i g. 2) wird die äußere Federsäule Federsäulen 6 und 7, die jeweils aus mit Kegelflächen 45 6 zusammengedrückt, wobei sie sich über die Stützhülse ineinandergreifenden federnden Außen- und Innenrin- lean dem Schienenfahrzeug abstützt, während die innegen zusammengesetzt sind. Die äußere Federsäule 6 ist re Federsäule 7 lediglich um den entsprechenden Weg zwischen einem an dem beweglichen Teil 2 befestigten verschoben wird. Der Kolben 4 bewegt sich ebenfalls Ringflansch 8 und einer Schulter 9 einer auf dem beweg- um den gleichen Weg (F i g. 4 oben), wobei der Ventillichen Teil verschiebbar geführten Hülse 10 einge- 50 ring 23 geschlossen bleibt und die Druckflüssigkeit unspannt, während die innere Federsäule 7 zwischen ei- ter Anheben der Ventilplatte 32 durch die Durchlaßbohnem an der Hülse 10 befestigten Ringflansch 11 und run» 32 in den Raum vor dem Kolben 4 treten kann, einem Kragen 12 einer Hülse 13 eingespannt ist, die Zugleich füllt sich die zwischen der Wand der Hülse 22 verschiebbar auf einem Führungsstück 14 geführt ist, und dem Endabschnitt 21 des Regeldorns 17 gebildete das an einem lösbaren Zylinderdeckel 15 angeordnet ist. 55 Ringkammer 24 durch die Drosselbohrung 26 mit

In einem dem Kolben 4 gegenüberliegenden Zylin- Druckflüssigkeit F i g. 2 zeigt die äußerste Stellung bei derboden 16 ist ein Regeldorn 17 befestigt, der durch höchster Zugbelastung. Während des Fahrbetriebes eieine konzentrisch in dem Kolben vorgesehene Drossel- nes Eisenbahnzuges wird die Vorrichtung eine Stellung öffnung 18 in den hohl ausgebildeten Kolbenschaft 4a einnehmen, wie sie etwa F i g. 3 sowie F i g. 4 unten enthineinragt. Der Regeldorn 17 weist — ausgehend von 60 spricht.

dem Zylinderboden 16 — zunächst einen Abschnitt 19 Beim Bremsen eines Zugverbandes treten zwischen mit sich verjüngendem Durchmesser auf, dann einen den einzelnen Schienenfahrzeugen nur geringe Gezylindrischen Führungsabschnitt 20 größeren Durch- schwindigkeitsunterschiede und somit nur Stoßeinwirmessers und anschließend einen zylindrischen Endab- kungen mit geringer Geschwindigkeit an dem Kolben 4 schnitt 21 kleineren Durchmessers. Der Durchmesser 65 auf. Die hydraulische Dämpfungseinrichtung erreicht der Drosselöffnung 18 ist so bemessen, daß zwischen ihr dabei etwa die in F i g. 5 oben gezeigte Stellung. Hierbei und dem Umfang des zylindrischen Führungsabschnit- ergeben sich zwischen den einzelnen Schienenfahrzeutes 20 ein enger Ringspalt verbleibt (Fig. 4 und 5). gen Längskräfte, welche die Zug- und Sioßvorrichtun-

gen zusammendrücken wollen. Der Innenraum des Zylinders 5 vor dem Kolben 4 ist aber durch den Ventilring 23 mit einer von der Schließfeder 27 bestimmten Kraft verschlossen. Erst wenn der von dieser Federkraft bestimmte Druck im Innenraum des Zylinders 5 überschritten wird, bewegt sich der Kolben 4, indem sich der Ventilring 23 gegen die Kraft der Schließfeder 27 abhebt. Auf diese Weise wird die hydraulische Dämpfungseinrichtung während des Fahrbetriebes und beim Bremsen des Zugverbands bis zum Erreichen einer bestimmten Stoßkraft blockiert, so daß die Zug- und Stoßvorrichtung bei diesen Betriebszuständen eine hohe Vorspannkraft aufweist. Wird diese Vorspannkraft überschritten und die Dämpfungseinrichtung mit nur geringer Geschwindigkeit zusammengedrückt, so verbleibt ausreichend Zeit, um das in der Ringkammer 24 befindliche Ol durch die Drosselbohrung 26 hindurch zu verdrängen, so daß die Wirkung der Schließfeder 27 auf den Ventilring 23 nicht behindert wird und dieaer somit als Druckbegrenzungsventil wirkt. Die bei geringer Eindrehgeschwindigkeit bereits wirkende hohe Dämpfungskraft bewirkt von Anfang an einen genügend großen Arbeitsverzehr, der die im Zugverband auftretenden Längskräfte niedrig hält.

Bei höherer dynamischer Belastung, wie sie bei Auf- !aufstoßen auftritt, wird der Kolben 4 mit vergleichsweise großer Eindrückgeschwindigkeit in den Zylinder 5 eingeschoben (Fig. 1). Der durch seine Schließfeder 27 beaufschlagte Ventilring 23 vermag der schnellen Bewegung des Kolbens nicht zu folgen, da hierzu die in der Ringkammer 24 befindliche Flüssigkeit durch die Drosselbohrung 26 herausgedrückt werden muß. In Verbindung mit dem sich vor dem Kolben 4 aufbauenden Druck öffnet sich das Ventil, so daß die Flüssigkeit ungehindert durch die Drosselöffnung 18 auf die andere KoI-benseite treten kann. Die hydraulische Dämpfungseinrichtung weist somit bei dynamischer Belastung im Bereich bestimmter Eindrückgeschwindigkeiten eine geringere Vorspannkraft auf, so daß auch bei Auflaufstößen zwischen leichteren Schienenfahrzeugen keine gröfieren Beschleunigungs- bzw. Verzögerungswerte auftreten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Zug- und Stoßvorrichtung für Mittelpufferkupplungen von Schienenfahrzeugen mit einer Federeinrichtung zum Aufnehmen von auf die Mittelpufferkupplung einwirkenden Zug- und Stoßkräften sowie zum Rückstellen der Zug- und Stoßvorrichtung in ihre Ausgangsstellung und einer hydraulischen Dämpfungseinrichtung zur zusätzlichen hydrodynamischen Arbeitsaufnahme bei auf die Mittelpufferkupplung einwirkenden Stoßkräften und zum Dämpfen des Rückhubs der Zug- und Stoßvorrichtung nach einer Stoßbeanspruchung, wobei die Dämpfungseinrichtung einen einseitig durch einen Zyünderboden verschlossenen, mit Druckflüssigkeit gefüllten Zylinder, einen in den Zylinder eintauchenden, mit der Mittelpufferkupplung verbundenen, einen hohlen sColbenschaft aufweisenden Kolben, der mit einer zentralen Drosselöffnung versehen ist, einen an dem Zylinderboden befestigten, unter Freilassen eines einen DurcMlußquerschnitt für die Druckflüssigkeit bildenden Ringspalts durch die Drosselöffnung des Kolbens in den hohlen Kolbenschaft ragenden Regeldorn, der aufgrund einer über seine Länge unterschiedlichen Querschnittsgestaltung die Querschnittsgröße: des Ringspalts in Abhängigkeit vom Hub des Kolbens verändert, und eine dem Ringspalt zugeordnete, konzentrisch an dem Regeldorn angeordnete Ventileinrichtung umfaßt, die den Ringspalt in der Ausgangsstellung der Zug- und Stoßvorrichtung sowie beim Auswärtshub des Kolbens aus der Ausgangsstellung verschließt und zum Ermöglichen eines Einwärtsnubs des Kolbens erst dann freigibt, wenn der P.üssigkeitsdnick in der zwischen dem Kolben und dem Zylinderboden befindlichen Druckkammer einen vorbestimmten Wert übersteigt, wobei die Ventileinrichtung einen gegenüber dem Regeldorn verschiebbaren Ventilkörper, der mit einem der Stirnfläche des Kolbens abgewandten Ventilsitz im Bereich der Drosselöffnung des Kolbens zusammenwirkt, und eine als Druckfeder ausgebildete, sich einerseits an dem Regeidorn und andererseits gegenüber dem Ventilkörper abstützende Schließfeder aufweist, die den Ventilkörper gegen den Ventilsitz drückt, dadurch gekennzeichnet,

   daß der Ventilkörper der Ventileinrichtung als kegelförmiger Ventilring (23) ausgebildet ist; dessen sich zu der Stirnfläche des Kolbens (4) hin verjüngende Kegelmantelfläche mit dem entsprechend konisch geformten Ventilsitz zusammenwirkt,
   daß der Ventilring (23) eine von seiner der Stirnfläehe des Kolbens (4) abgewandten Rückfläche aus in den hohlen Kolbenschaft (4a) ragende Hülse (22) aufweist, deren Innendurchmesser mit dem Innendurchmesser des Ventilrings (23) übereinstimmt und die auf einem zylindrischen Führungsabschnitt (20) des Regeldorns (17) geführt ist, wobei der Führungsabschnitt (20) eine geringere Längserstreckung hat als die Hülse (22),

   daß die Hülse (22) an ihrem dem Ventilring (23) abgewandten Ende einen Innenbund (25) aufweist, der auf einem gegenüber dem Ftihrungsabschnitt (20) im Durchmesser kleineren Endabschnitt (21) des Regeldorns (17) geführt ist, wobei zwischen der Hülse (22) und dem Endabschnitt (21) eine volumenveränderliche Ringkammer (24) gebildet wird, deren Volumen beim Anschlagen des Innenbunds (25) an einer dem Endabschnitt (21) zugewandten Schulterfläche des Führungsabschnitts (20) zu Null wird und die durch eine den Durchfluß der Druckflüssigkeit ermöglichende Drosselbohrung (26) in der Hülse (22) mit dem Innenraum des hohlen Kolbenschafts (4a) verbunden ist,

   daß sich die die Hülse (22) umgebende Schließfeder (27) der Ventileinrichtung einerseits an der Rückfläehe des Ventilrings (23) und andererseits an einem im Bereich des freien Endes des Regeldorns (17) an diesem befestigten Federteller (28) abstützt und
   daß der Kolben (4) eine Durchlaßbohrung (33) mit einem Rückschlagventil (Ventilplatte 32) aufweist, das beim Auswärtshub des Kolbens (4) den Durchfluß der Druckflüssigkeit in die zwischen dem Kolben (4) und dem Zylinderboden befindliche Druckkammer ermöglicht