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Flüssigkeitsbremse, insbesondere für Eisenbahnpuffer Flüssigkeitsbremsen
sind zur Erzielung eines bestimmten Bremsdruckdiagramms gewöhnlich mit in Abhängigkeit
vom Kolbenhub veränderlichen Durchlässen für die verdrängte Flüssigkeit versehen.
Die Größe der Durchlässe wird unter Zugrundelegung einer bestimmten Geschwindigkeit
der abzubremsenden Massen festgelegt. - Soll z. B. die abzubremsende Masse von einer
gewissen Geschwindigkeit ab mit konstanter Bremskraft abgebremst werden, so muß
ihre Geschwindigkeit auf dem Bremswege nach einer gemeinen Parabel abfallen, was
eine Verengerung der Durchflußquerschnitte ebenfalls nach diesem Gesetz erforderlich
macht, wenn man zunächst vom Einfluß eines Vorholmittels auf die Bremswirkung absieht.
Ist bei der Bremse noch mit größeren Geschwindigkeiten zu rechnen als den den Durchlässen
zugrunde gelegten, so genügen diese nicht mehr, um die auftretende Bremskraft unterhalb
der vorgesehenen Grenzen zu halten. Um günstige Bremsverhältnisse zu bekommen, also
insbesondere eine in allen Fällen konstante Bremskraft zu erreichen, müßten demnach
für jede vorkommende Geschwindigkeit der abzubremsenden Masse, bei der der Bremsvorgang
einzusetzen hat, verschieden große, während des Bremsvorganges sich nach parabolischem
Gesetz verengende Durchlässe vorgesehen sein. Das ist nur mit praktisch ungünstigen
und sehr verwickelten Einrichtungen möglich.
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Man hat versucht, diese Schwierigkeiten dadurch zu beheben, daß man
die Durchlässe nicht mehr abhängig vom Hub der Bremse macht, sondern siedurch Ventile
geschlossen hält, die infolge hinreichender Federbelastung erst bei einem bestimmten
Druck der Bremsflüssigkeit sich öffnen. Damit ist für den ganzen Bremsvorgang eine
konstante, durch die Ventilfederbelastung bestimmte Bremskraft erreicht, wobei die
Geschwindigkeit und auch die Masse der abzubremsenden Teils in solchen Grenzen schwanken
können, dad3 deren kinetische Energie noch mit einem vollen Hub der Bremse aufzehrbar
ist. Diese Eigenschaften lassen derartige Flüssigkeitsbremsen besonders für die
Puffer von Eisenbahnfahrzeugen geeignet erscheinen, weilhier beladene und leere
Wagen und solche von verschiedenstem Eigengewicht vorkommen, die zudem mit unterschiedlichen
Geschwindigkeiten aufeinanderprallen. Wenn also der Flüssigkeitspuffer allein ausreicht,
die abzubremsende Energie aufzunehmen, so geschieht dies mit stets konstanter Bremskraft.
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Handelt es sich jedoch darum, auch kleinere Energien abzubremsen,
so werden, da die Bremse stets mit der ihrer Konstruktion zugrunde gelegten Bremskraft
arbeitet, dabei unnötig große Kräfte wirksam werden.
Zur Schonung
von Fahrzeug und Ladung soll aber deren kinetische Energie unter Entwicklung einer
möglichst kleinen, über den jeweiligen Hub tunlichst konstanten Bremskraft aufgezehrt
werden. Hierzu ordnet die Erfindung zwei Gruppen von Durchlässen verschiedener Art
für die beim Hub der Bremse verdrängte Flüssigkeit an. Neben offenen, gegebenenfalls
in Abhängigkeit vom Hub veränderlichen Durchlässen, die bei kleineren Geschwindigkeiten
der abzubremsenden Masse allein imstande sind, durch Drosselwirkung deren kinetische
Energie aufzuzehren, sind noch ein oder mehrere, von federbelasteten Ventilen geschlossene
Durchlässe vorgesehen, deren Querschnittsgröße und Ventilfederbelastung so abgestimmt
sind, daß die Ventile erst bei größeren Geschwindigkeiten der abzubremsenden Massen
geöffnet werden und dadurch den Bremsdruck auf dem zulässigen Höchstmaß halten.
Bremskraft und Bremshub passen sich dabei selbsttätig der jeweils aufzuzehrenden
kinetischen Energie an, und es bleibt auch bei kleineren kinetischen Energien die
dann auftretende Bremskraft unter verhältnismäßig großer Ausnutzung des Gesamthubes
der Bremse niedrig und nahezu konstant.
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Die Bremskraftkurve einer solchen Bremseinrichtung würde zunächst
steil ansteigen. Um nun bei Eisenbahnpuffern ein sanftes Schwingen des Bremskolbens
bei den kurzen Bewegungen, z. B. beim Fahren, zu erreichen, sind erfindungsgemäß
die offenen Durchlässe auf dem ersten Teil des Bremskolbenhubes erweitert, so daß
die Bremskraft im Anfang langsamer ansteigt.
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Ein Flüssigkeitspuffer mit einer Bremseinrichtung in dieser Ausbildung
ist den üblichen Federpuffern mit Reibungsfedern stark überlegen, da er große Energien
abzubremsen und aufzuzehren vermag und trotzdem stets nur mäßige Bremskräfte erzeugt,
die schon auf kurzem Wege voll wirksam werden. Außerdem wird zum Energieverzehr
nicht die Reibung von Metallteilen aneinander benutzt, die bekanntlich einen großen
Verschleiß zur Folge hat.
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Die Zeichnung veranschaulicht einen Eisenbahnpuffer mit einer Flüssigkeitsbremse
nach der Erfindung.
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In den Stößel eines normalen Hülsenpuffers ist ein mit Flüssigkeit
gefüllter Bremszylinder a eingebaut. Sein verschiebbarer Kolben,b sitzt auf einer
in Stopfbuchsen der Zylinderstirnwandungen geführten Kolbenstange c, die an ihrem
dem Pufferteller zugewendeten Ende mit einem Stempel d versehen ist. Dieser drückt
mit einer zwischen ihn und den Zylinderdeckel geschalteten Vorholfeder e gegen den
Pufferteller. Der Bremskolben b besitzt Kanäle/ für den Übertritt der beim Kolbenhub
verdrängten Flüssigkeit von der rechten nach der linken Kolbenseite. Die Kanäle/
sind durch das federbelastete Ringventil g geschlossen. Außerdem sind in die Bremszylinderinnenwandung
Züge h eingeschnitten, an die sich nach dem Kolben b hin eine konische Erweiterung
i des Zylinderraumes anschließt.
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Der Puffer vermag demnach schwächere Stöße bei nur geringer Verschiebung
des Stößels aufzunehmen, ohne daß die Flüssigkeitsbremse besonders in Tätigkeit
tritt. Erst bei einer Verschiebung des Stößels, bei der der Bremskolben b über die
konische Erweiterung i hinweg allmählich in, den mit den Zügen h versehenen Teil
des Zylinders a eintritt, kommt die Flüssigkeitsbremse zur Wirkung. Erfolgt
die Verschiebung mit kleiner Geschwindigkeit, so strömt die verdrängte Flüssigkeit
ausschließlich durch die Züge h auf die linke Kolbenseite, und das Ventil g bleibt
geschlossen. Wird jedoch durch einen kräftigen Stoß der Stößel so rasch verschoben,
daß die Züge h nicht ausreichen, die Flüssigkeit rasch genug vor Erreichen der der
Bremse zugrunde gelegten Maximalbremskraft durchzuleiten, so öffnet sich unter dem
Druck der Flüssigkeit das federbelastete Ringventil g, und der Arbeitsverzehr der
Flüssigkeftsbremse erfolgt beim weiteren Stößelhub unter der konstant bleibenden
Maximalbremskraft.