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Puffer mit in einem Rohr untergebrachten Zellkunststoffkörpern Die
Erfindung bezieht sich auf einen Puffer mit in einem Rohr untergebrachten Zellkunststoff-Körpern
unter Ausnutzung der Reibung zwischen dem Zellkunststoff und der Rohrwand.
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Fig. 1 und 2 der Zeichnung zeigen einen derartigen Puffer herkömmlicher
Ausführung in einem Axialschnitt mit einem Gegenpuffer in Ansicht bei zwei verschiedenen
Stellungen.
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Nach Fig. 1 ist in ein einseitig geschlossenes Rohr 1 von beispielsweise
kreisförmigem Querschnitt ein Pufferkörper 2 mit der Gestalt eines geraden Kreiszylinders
eingesetzt.
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Er liegt mit einem Ende an dem Boden 3 des Rohres an und hat im unbelasteten
Zustand gegenüber der Rohrwand ein radiales Spiel s. Die Länge des Pufferkörpers
2 ist im unbelasteten Zustand wenig kleiner als die lichte Länge des Rohres 1. Der
Gegenpuffer, der in das Rohr 1 einzutauchen vermag, ist mit 4 bezeichnet.
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Der Pufferkörper 2 besteht aus einem Zellkunststoff, z. B.
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aus geschäumtem Polyurethan. Er ist, was in Fig.l und 2 nicht dargestellt
ist, aus mehreren Scheiben zusammengesetzt und hat über seiner ganzen Länge etwa
die gleiche Raumdichte.
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Wenn beim Auftreten eines Pufferstoßes der Gegenpuffer 4 den Pufferkörper
2 -zusammendrückt, dehnt sich dieser quer zur Stoßrichtung faßartig aus. Infolgedessen
berührt der Pufferkörper
in der Mitte seiner Länge - d. h. in der
in Fig. 2 mit 5 bezeichneten Querebene - die Wand des Rohres 1. Demgemäß gleitet
beim weiteren Zusammendrücken des Pufferkörpers 2 dieser uliter radialem Druck an
der Rohrwand entlang.
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Die hierbei auftretende Reibung bewirkt - zusätzlich zu der Arbeitsaufnahme
des Pufferkörpers -, daß ein Teil der Stoßenergie aufgezehrt wird. Die Länge des
Reibungsweges hängt außer von der Ausgangs-Länge des Pufferkörpers von der Bemessung
des radialen Spieles s ab, das durch die Stauchuny des Pufferkörpers, beginnend
von der mittleren Querebene 5, überbrückt wird. Im allgemeinen ist der Reib-Weg,
d. h. derjenige Teil des Hubes des Gegenpuffers 4, während dessen der Pufferkörper
mit seinem ausgebauchten Teil an der Rohrwand entlanggleitet, wesentlich kleiner
als die Hälfte des Hubes.
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Dabei kann die radiale Kraft, mit welcher der Pufferkörper 2 in seinem
mittleren Abschnitt unter der Wirkung des Pufferstoßes gegen die Rohrwand gedrückt
wird, so groß werden, daß der Pufferkörper 2 gleichsam einen Reibungspfropfen bildet,
also eine weitere Bewegung des Gegenpuffers 4 verhindert. Es ist zu befürchten,
daß danach bei einer erheblichen Steigerung der axial vom Gegenpuffer 4 ausgeübten
Kraft der Reibungsschluß zwischen dem Zellkunststoff des Pufferkörpers 2 und der
Rohrwand abreißt. Das hätte einen starken Einbruch der Pufferkennlinie zur Folge.
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Demgegenüber liegt der in den Ansprüchen gekennzeichneten Erfindung
die Aufgabe zugrunde, einen Puffer mit in einem Rohr untergebrachten Zellkunststoff-Körpern
unter Ausnutzung der Reibung zwischen dem Zellkunststoff und der Rohrwand so zu
gestalten, daß ein besonders großes Arbeitsaufnahmevermögen unter Vermeidung der
Gefahr des Blockierens des Puffers erzielt wird.
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Die Erfindung bringt den Fortschritt, daß die Reibung zwischen dem
Zellkunststoff und der Rohrwand über einem beträchtlichen Teil des Puffer-Hubes,
u. U. nahezu über dem ganzen Puffer-Hub, wirksam ist und daher erheblich zum Aufzehren
der Stoßenergie beiträgt, wobei eine stetige Pufferkennlinie erzielt wird.
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In Fig. 3 bis 6 sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
in Axialschnitten durch die Puffer mit Ansichten der Gegenpuffer dargestellt.
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Fig. 3 und 4 zeigen den Puffer nach dem ersten Ausführungsbeispiel
im unbelasteten bzw. im zusammengedrückten Zustand, während die Fig. 5 und 6 den
Puffer nach einem anderen Ausführungsbeispiel im unbelasteten bzw. zusammengedrückten
Zustand zeigen.
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In jedem Fall sind innerhalb des Rohres 1 zwei Pufferkörper hintereinander
angeordnet, die im unbelasteten Zustand nach Fig. 3 und 5 etwa die gleiche Länge
haben. Am Boden 3 des Rohres liegt ein Pufferkörper 6 bzw. 7 aus einem Zellkunststoff
an, der eine verhältnismäßig große Raumdichte und demgemäß ein großes Widerstandsvermögen
gegen Querdehnung hat.
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Das kann beim Herstellen des Pufferkörpers durch eine solche Führung
des Schäumvorganges erzielt werden, daß sich verhältnismäßig kleine, von Luft oder
einem anderen Gas gefüllte Zellen mit verhältnismäßig dicken Zellwänden bilden.
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Nach Fig. 3 hat der Pufferkörper 6 im unbelasteten Zustand die Gestalt
eines geraden Kreiszylinders. Sein Durchmesser ist erheblich kleiner als der Innen-Durchmesser
des Rohres 1. Demgemäß befindet sich zwischen der Rohrwand und dem Pufferkörper
im unbelasteten Zustand ein Ringspalt, dessen Breite mit S bezeichnet ist.
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Nach Fig. 5 hat der Pufferkörper 7 die Gestalt eines geraden Kegelstumpfes,
dessen schmale Endfläche an dem Boden- 3 des Rohres anliegt, während seine breite
Endfläche nach dem Gegenpuffer 4 hin gewandt ist. Demgemäß nimmt die Breite des
Ringspaltes zwischen der Rohrwand und dem Pufferkörper 7 von dem Maß S1 bis zu dem
Maß 2 nach dem Boden 3 hin im unbelasteten Zustand zu.
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Bei beiden Ausführungsbeispielen schließt sich an den Pufferkörper
6, 7 ein Pufferkörper 8 aus einem Zellkunststoff an, dessen Raumdichte erheblich
kleiner ist als die Raumdichte des Pufferkörpers 6 bzw. 7. Das kann z. B. dadurch
erzielt werden, daß der Zellkunststoff verhältnismäßig große Zellen mit verhältnismäßig
dünnen Zellwänden aufweist. Der Pufferkörper 8 hat die Gestalt eines geraden Kreiszylinders.
Sein Durchmesser ist im unbelasteten Zustand nach Fig. 3 und 5 nur um ein kleines
Spiel z kleiner als der Innendurchmesser des Rohres 1.
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Wenn beim Auftreten eines Pufferstoßes der Gegenpuffer 4 in das Rohr
1 einfährt, wird der Pufferkörper 8, der wegen seiner geringen Raumdichte leicht
ist und daher leicht verformt werden kann, in axialer Richtung sehr stark zusammengedrückt.
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Dabei wird der in radialer Richtung ausweichende Zellkunststoff gegen
die Rohrwand gepreßt, so daß das Spiel z verschwindet. Das geschieht unverzüglich
nach dem Beginn des Zusammendrückens, so daß der Zellkunststoff des Pufferkörpers
8 während des größten Teiles des Pufferhubes mit radialer Pressung an der Wand des
Rohres 1 entlanggleitet. Hierdurch wird eine erhebliche Reibungsarbeit geleistet
und ein beträchtlicher Teil der Stoßenergie aufgezehrt.
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Gleichzeitig wird der Pufferkörper 6 bzw. 7 infolge seiner größeren
Raumdichte in geringerem Maße zusammengedrückt und auch nur geringfügig in Querrichtung
ausgedehnt. Nach Fig. 4 erfährt der Pufferkörper 6 eine geringe faßartige Ausbauchung
derart, daß der Pufferkörper nicht die Rohrwand berührt. Infolgedessen wird ein
Blockieren des Puffers vermieden.
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Die Ausführung nach Fig.- 5 und 6 kommt in Betracht, wenn besonders
starke Pufferstöße zu erwarten sind, durch welche das Gas in den Zellen des Zellkunststoffes
bis auf ein verschwindend kleines Volumen ausgepreßt oder verdichtet wird.
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Durch die kegelförmige Gestaltung des Pufferkörpers 7 wird das Auftreten
nennenswerter Wandreibungskräfte an dem Pufferkörper 7 bis auf das Ende des Hubweges
verschoben. Wie Fig.
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6 zeigt, kommt lediglich das breitere Ende des Pufferkörpers 7 unter
dem Pufferstoß gegen Ende des Hubes in gleitende Berührung mit der Rohrwand.
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Im Rahmen der Erfindung würde es liegen, wenn je mehrere Pufferkörper
großer Raumdichte und je mehrere Pufferkörper geringerer Raumdichte in geeigneter
Anordnung innerhalb des Rohres verwendet werden. Beispielsweise könnte sich abwechselnd
an je einen Pufferkörper geringer Raumdichte ein Pufferkörper größerer Raumdichte
anschließen. In jedem Fall wird durch das Gleiten des bzw. jedes durch den Gegenpuffer
zusammengedrückten Pufferkörpers 8 geringer Raumdichte an der Rohrwand unter großem
radialen Druck über dem größten Teil der Hublänge eine beträchtliche Reibungsarbeit
geleistet.
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Diese kann dadurch verstärkt werden, daß das Spiel zwischen der Rohrwand
und dem Pufferkörper geringer Raumdichte im unbelasteten Zustand möglichst klein
gehalten oder dieser Pufferkörper ohne Spiel in das Rohr 1 eingesetzt wird-.
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In allen Fällen können die Pufferkörper 6, 7, 8 aus einer Mehrzahl
von aneinander geklebten Zellkunststoff-Scheiben bestehen.