DE4011439C2 - Puffer mit einem hydraulischen Dämpfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Puffer, wie er im Oberbe­ griff von Anspruch 1 gekennzeichnet ist.

Derartige Puffer werden meist bei Schienenfahrzeugen ver­ wendet. Durch die DE-A1-32 01 219 ist ein Puffer der ein­ gangs genannten Art bekannt geworden, welcher einen durch eine ringförmige Membrane aus elastomerem Werkstoff ver­ änderlichen kolbenstangenseitigen Ringraum zur Aufnahme der durch den Spalt zwischen Kolben und Zylinderwand durchströmende Dämpfungsflüssigkeit aufweist. Eine der­ artige Membrane ist wechselnden, dynamischen Belastungen ausgesetzt und nicht auf die Dauer betriebssicher.

Außerdem weitet sich der Zylinder durch den Innendruck der Dämpfungsflüssigkeit auf, so daß bei durch Puffer­ stöße sich erhöhenden Innendruck der Spalt zwischen Kol­ ben und Zylinder-Innenwand sich vergrößert. Dies wirkt sich sehr nachteilig auf die Dämpfungswirkung des Puffers bei unterschiedlichen Massen bzw. unterschiedlichen Auf­ treffgeschwindigkeiten der Massen aus.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Puffers der eingangs genannten Art, welcher eine hohe Lebensdauer aufweist, und dessen Dämpfungswirkung sich auch bei Erhöhung des Flüssigkeits-Innendruckes nicht wesentlich verschlechtert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kenn­ zeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.

Die durch höheren Druck entstehende Aufweitung des Zylin­ ders wird durch entsprechende Ausbildung von Kolben und Zylinder derart kompensiert, daß der Spalt zwischen Kolben und Zylinder mindestens gleichbleibt, vorzugsweise sich aber verringert, wodurch die Dämpfer-Wirkung bei unterschiedlich großen Massen und /oder Auftreffge­ schwindigkeiten nicht durch die Aufweitung des Zylinders beeinträchtigt wird.

Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen in den Zeich­ nungen dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Puffer und

Fig. 2 einen Längsschnitt einer Ausführungsvariante von Fig. 1.

Der Puffer gemäß Fig. 1 weist eine in einer Hülse 1 geführte Kolbenstange 2 auf, an dessen einem Ende eine Pufferplatte 3 und am anderen Ende ein Kolben 5 eines hy­ draulischen Dämpfers 4 angeordnet ist. Die Hülse 1 ist an einem Ende mit einem Flansch 6 versehen, an welchem ein Zylinder 7 des hydraulischen Dämpfers 4 befestigt ist. Zwischen dem Flansch 6 und der Pufferplatte 3 sind Puf­ ferfedern 8 angeordnet, welche vorzugsweise als aus einem elastomeren Werkstoff bestehenden, elastischen Ring- Elemente ausgebildet sind. Zwischen den Ringelementen 8 sind Metallscheiben 9 angeordnet.

Der Dämpfer 4 weist eine Ausgleichskammer 10 auf, welche ringförmig um den Zylinder 7 angeordnet ist. Die beid­ seitige Begrenzung der Ausgleichskammer 10 besteht auf der einen Seite durch den Flansch 6 und auf der anderen Seite durch eine an dem Zylinder 7 angeordnete, ring­ förmige Scheibe 11. Eine kreiszylindrische Außenwandung 12 ist jeweils am Außenumfang des Flansches 6 und der ringförmigen Scheibe 7 befestigt und bildet den äußeren Mantel der Ausgleichskammer 10.

Der Außenumfang des Kolbens 5 bildet mit dem Innenumfang 13 des Zylinders 7 einen ringförmigen Spalt 14.

Eine Ausdrehung 15 am Kolben 5 bildet mit der Zylinder- Innenwand 13 in der gezeigten Endstellung einen Ringraum 16, welcher durch mindestens eine Bohrung 17 mit der Ausgleichskammer 10 verbunden ist.

Am stirnseitigen Ende des Kolbens 5 ist eine Ausnehmung 18 angeordnet, wodurch eine ringförmige Wand 19 entsteht, welche abhängig vom Innendruck elastisch verformbar ist.

Der Innenraum 20 des Zylinders 7 mit dem Ringraum 16 ist ganz und die Ausgleichskammer 10 teilweise mit einer Dämpferflüssigkeit 21, vorzugsweise einem Hydraulik-Öl, gefüllt, wobei in der Ausgleichskammer 10 ein Gaspolster 22 vorzugsweise aus Stickstoff angeordnet ist.

Beim Einfahren des Kolbens 5 strömt das Hydraulik-Öl 21 durch den Spalt 14 in den Ringraum 16, wobei das über­ schüssige Volumen in die Ausgleichskammer 10 gelangt und dort durch Komprimierung das Volumen des Gaspolsters 22 verringert.

Beim Aufstoßen der zu dämpfenden Massen bzw. beim Ein­ fahren des Kolbens 5 steigt der Innendruck im Zylinder 7 in Abhängigkeit der Aufstoßgeschwindigkeit, wodurch sich dieser im Durchmesser aufweitet. Gleichzeitig wird durch den steigenden Innendruck die ringförmige Wand 19 des Kolbens 5 nach außen elastisch aufgeweitet, so daß die Aufweitung des Zylinders ganz kompensiert wird und der Spalt 14 sich zumindest nicht vergrößert. Vorteilhaf­ terweise sollte bei steigendem Innendruck eine Ver­ kleinerung des Spaltes 14 erfolgen, um die gleiche Dämpfungswirkung zu erreichen. Dies kann dadurch erreicht werden, indem die Wandstärke d der ringförmigen Wand 19 am Kolben 5 entsprechend kleiner gewählt wird als die Wandstärke D der Zylinderwand 23.

Mit zunehmendem Einfederungsweg nimmt die Geschwindigkeit der zu verzögernden Massen ab. Um die Verzögerung hoch zu halten, muß der Spaltquerschnitt in Abhängigkeit des Einfederungsweges abnehmen. Ein mindestens gleichbleiben­ der oder sich verringernder Spalt kann zusätzlich zur Ausbildung des Kolbens oder auch allein durch die geome­ trische Ausbildung des Innenraumes des Zylinders 7 in Längsrichtung erreicht werden.

Hierbei wird der in Fig. 1 strichpunktiert eingezeichnete Innenumfang 13a des Zylinders 7 in Längsrichtung der Ein­ federung ganz oder mindestens teilweise konisch zusammen­ laufend ausgebildet, so daß sich der Innenumfang und so­ mit die Spaltgröße bei konstantem Innendruck verringert.

Eine Verringerung des Spaltquerschnittes in Abhängigkeit des Einfederungsweges zur Vermeidung eines Abfalles des Innendrucks kann auch, wie aus Fig. 2 ersichtlich, durch eine vorzugsweise konische Vergrößerung der Wandstärke D des Zylinders 7a erreicht werden, wobei eine Vergröße­ rung der Wandstärke D auch nur auf eine Teillänge von Vorteil sein kann, da gegen Ende des Zylinders 7a durch deren Endwand mit einer geringeren Aufweitung zu rechnen ist.

Bei einer Kombination dieser Ausbildung des Zylinders 7a gemäß Fig. 2 und der beschriebenen Ausbildung des Kol­ bens 5 ergibt sich während des Kolbenweges eine Verringe­ rung des Spaltes 14, wodurch die Änderung der Dämpfungs­ verhältnisse bei unterschiedlich abzudämpfenden Massen und/oder Auftreffgeschwindigkeiten reduziert wird.

Claims (5)

1. Puffer mit Pufferfedern und einem nach den Pufferfedern angeordneten, hydraulischen Dämpfer mit einem zwischen einem Kolben und einem Zylinder angeordneten Spalt zur Durchströmung der Dämpferflüssigkeit, mit einer ein Gas­ polster (22) aufweisenden Ausgleichskammer (10), dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben am stirnseitigen Ende durch eine Ausnehmung (18) eine ringförmige Wand (19) aufweist, welche abhängig vom Flüssigkeitsdruck im Zylinder (7, 7a) durch den Druck elastisch aufweitbar ausgebildet ist, wobei die Aufweitung mindestens gleich groß oder größer ist als die durch den Druck entstehende Aufweitung des Zylinders.

2. Puffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (D) der Zylinderwand (23) in Längsrichtung der Einfederung mindestens teilweise vergrößernd ausgebildet ist.

3. Puffer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Innenumfang (13, 13a) des Zylinders (7) in Längsrichtung der Einfederung mindestens teilweise konisch verkleinernd ausgebildet ist.

4. Puffer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausgleichskammer (10) als ringförmige Kammer um den Zylinder (7, 7a) angeordnet ist und mit dem kolbenstangenseitigen Ringraum (16) des Zylinders (7, 7a) durch Öffnungen (17) verbunden ist.

5. Puffer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wandstärke (d) der ringförmigen Wand (19) des Kolbens (5) kleiner ist als die kleinste Wand­ stärke (D) der Zylinderwand (23).