DE69916146T2

DE69916146T2 - Puffer für ein Schienenfahrzeug

Info

Publication number: DE69916146T2
Application number: DE69916146T
Authority: DE
Inventors: Russell J. Wellsville Huggins
Original assignee: ASF Keystone Inc
Current assignee: ASF Keystone Inc
Priority date: 1998-02-03
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2019-01-29
Also published as: PL331143A1; CA2256803C; ATE263696T1; CZ292680B6; CZ16699A3; EP0933279A1; CA2256803A1; PL193896B1; EP0933279B1; DE69916146D1; US6047839A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf federnde Vorrichtungen, im Besonderen auf Puffer für Schienenfahrzeuge.
Ein Eckpuffer für ein Schienenfahrzeug beinhaltet ein zusammendrückbares Gehäuse, welches einen Federaufbau umgibt und einem Versagen des Puffers standhält. Puffer sind paarweise an den Enden von Schienenfahrzeugen, zum Kontakt mit Puffern, welche an gegenüberliegenden Schienenfahrzeugen sind befestigt, um die Schienenfahrzeuge und Ladung vor übermäßigen Kräften während Stößen, Abkopplung und Zugbewegungen zu schützen.
Puffer, welche in Europäischen Ländern an Schienenfahrzeugen verwendet werden sind erforderlich, um die von der Union Internationale Chemins de Fer (Internationale Vereinigung von Schienenfahrzeugen, (UIC)) eingeführten Anforderungen einzuhalten. Die Maßstäbe ermöglichen den Austausch von Eisenbahnleistungen zwischen den Mitgliedsländern. Die UIC-Anforderungen legen die physikalischen Eigenschaften von Puffern, den Hub des Puffers, die Kraft-Federweg Kennlinie des Puffers, den Energieverbrauchsbedarf für die Puffer und andere Eigenschaften der Puffer und werden zunehmend Bindend, ohne die Größe der Pufferkörpergehäuse zu ändern.
Bestimmungsgemäße Puffer für Schienenfahrzeuge verwenden eine hydraulische Feder mit einem Kolben, welcher beweglich in einem mit hydraulischer Flüssigkeit gefüllten Druckzylinder ist. Während des Zusammendrücken des Puffers wird der Kolben in den Zylinder gedrückt. Bewegungen des Kolben drücken die hydraulische Flüssigkeit durch eine oder mehrere Öffnungen, zur Ableitung der Energie, aus dem Zylinder heraus. Die verdrängte Flüssigkeit fließt in einen Reservoir. Die UIC-Anforderungen erfordern, dass eine hochwirksame hydraulische Feder in einem begrenzten Innenraum eines Gehäusekörpers mit einheitlichen Format angeordnet ist. Diese hydraulische Feder muss in paralleler Anordnung mit einer mechanischen Feder sein.
Ein bestimmungsgemäßer Puffer weisen eine Ringfeder und eine zylindrische Hydraulikfeder auf, welche parallel angeordnet sind, so dass beide Federn gemeinsam zusammengedrückt werden. Die hydraulische Feder ist innerhalb der Ringfeder angeordnet und weist einen Zylinder, eine Kolbenstange und eine dehnbare Manschette auf, welche die Kolbenstange umgibt, außerhalb des Zylinders. Die Manschette ist hieran befestigt und bewegt sich mit dem Kolben. Während des Zusammendrücken und Ausdehnung der Manschette fließt hydraulische Flüssigkeit zwischen dem Zylinder und Manschette. Die Manschette schützt ebenso einen erweiterten Reservoir für hydraulische Flüssigkeit, welche von dem Zylinder während des Zusammendrückens des Puffers verdrängt wird.
Andere konventionelle Puffer für Schienenfahrzeuge beinhalten eine Spiralfeder und eine zylindrische hydraulische Feder, welche parallel angeordnet sind, so dass beide Federn zusammengedrückt werden. Ein Reservoir ist in der Kolbenstange des Druckzylinders angeordnet. Während des Zusammendrückens des Puffers fließt hydraulische Flüssigkeit durch den Kolben und in den Reservoir.
Konventionelle Puffer für Schienenfahrzeuge mit mechanischen und hydraulischen Federn in paralleler Anordnung haben eine Vielzahl von Nachteilen. Die Puffer sind teuer in der Herstellung und halten die UIC-Anforderung nicht zuverlässig ein. Externe Reservoirmanschetten können bersten und sind schwierig abzudichten.
Deshalb ist ein verbesserter, hochbelastbarer Federaufbau für einen Puffer für Schienenfahrzeuge ein Bedarf, welcher eine mechanische Feder und eine hydraulische Feder in paralleler Anordnung aufweist und die UIC-Formate und Ausführungsanforderungen einhält.
Die GB-A-888,878 offenbart einen Püffer für Schienenfahrzeuge, welcher ein zylindrisches Teil mit einer Grundfläche an einem Ende des Puffers und einen Kolben, welcher einen Pufferboden an dem anderen Ende aufweist. Eine hydraulische Stoßdämpfer ist eingeschlossen zwischen dem zylindrischen Teil und dem Kolben, und eine Ringfeder ist in paralleler Anordnung mit der Einheit angeordnet. Die Einheit beinhaltet einen inneren Zylinder, welcher einen gleitenden Kolben und eine Kolbenstange aufweist, welche sich durch ein Ende des Zylinders erstreckt. Der Zylinder hat eine Vielzahl von Öffnungen, welche durch ihn gebohrt sind und ist umgeben von dem Reservoir einer hydraulischen Flüssigkeit, eingeschlossen von einer ringförmigen Hülle.
Gemäß vorliegender Erfindung ist vorgesehen, dass ein Puffer für ein Schienenfahrzeug einen gekapseltes Gehäuse aufweist, welches eine rohrförmige Basis aufweist, eine Platte an einem Ende des Puffers und einen rohrförmigen Kolbenzylinder, welcher einen Anschlussboden an dem anderen Ende des Puffers aufweist, wobei die Basis und der Kolbenzylinder miteinander verbunden sind, um eine im Allgemeinen zylindrische Kammer zu definieren zwischen der Platte und dem Anschlussboden;
eine hydraulische Feder in der Kammer, welche sich zwischen der Platte und dem Anschlussboden erstreckt und die hydraulische Feder ein Gehäuse an einem Ende des Innenraums der Kammer mit gegenüberliegenden Front- und Rückseitigen Böden aufweist und einen Druckzylinder, welcher sich zwischen den Böden erstreckt, ein Kolben in dem Druckzylinder, welcher an der inneren Oberfläche des Druckzylinders anliegt, eine Kolbenstange, welche sich von dem Kolben abdichtend durch den Frontboden zu einem freien Ende der inneren Kammer erstreckt, Durchflussanschlüsse im Druckzylinder, hydraulische Flüssigkeit, welche im wesentlichen den Druckzylinder füllt;
und eine mechanische Feder in dem Innenraum in paralleler Anordnung mit der hydraulischen Feder, worin die hydraulische Feder ein äußeres Gehäuse aufweist, welches sich zwischen dem Front und Rückseitigen Boden, beabstandet vom Druckzylinder erstreckt, ein Reservoir, angeordnet zwischen dem Druckzylinder und dem äußeren Gehäuse, die Hydraulikflüssigkeit teilweise den Reservoir füllt und eine Gastasche an der Spitze des Reservoirs, wobei die Gastasche oberhalb des Innenraums des Druckzylinders angeordnet ist. Dies stellt eine hohe, verbesserte Ausführung eines Federaufbaus zur Verfügung. Die mechanische Feder kann eine Ringfeder sein, welche in paralleler Anordnung mit der hydraulischen Feder ist, so dass beide der Federn sich gemeinsam zusammendrücken und die Ringfeder kann die hydraulische Feder umgeben. Der Federaufbau kann passend in einem Standardpuffergehäuse sein und hält die UIC-Ausführungsanforderungen ein.
Das Reservoir kann den Druckzylinder umgeben und der Innenraum des Druckzylinders kann vollständig mit Hydrauliköl füllen. Das Volumen der Gastasche im oberen Teil des Reservoirs ist größer als das verringerte Volumen im Innenraum des Gehäuses, während der Puffer zusammengedrückt wird. Öl fließt von dem Druckzylinder in den Reservoir und reduziert die Größe der Gastasche. Drei Ausführungen sind offenbart.
In den ersten beiden Ausführungen erstreckt sich eine Ringfeder zwischen den Enden eines Gehäusekörpers und die hydraulische Feder ist innerhalb eines Endes der Feder. Ein ringförmiges Reservoir erstreckt sich zwischen den Enden des Zylindergehäuses und umgibt den Druckzylinder. Der Reservoir ist länger als die Stange des Kolbens, um einen Abstand für, eine große Gastasche oben im Reservoir zur Verfügung zustellen.
In einer dritten Ausführung, ist die Länge des Reservoirs gleich der Länge der Kolbenstange und die Ringfeder erstreckt sich zu einem Ende des Zylindergehäuses. Ein Absatz ist im Gehäuse angeordnet. Das von der Feder beabstandete Reservoirteil ist radial vergrößert, um einen Abstand für eine große Gastasche im oberen Teil des Reservoirs zur Verfügung zu stellen, oberhalb des Druckzylinders.
Jede Ausführung der Erfindung verwendet die mechanische Feder, welche vorzugsweise eine Friktions- oder Ringfeder ist, welche eine Mehrzahl von unterbrochenen kreisförmigen Ringen mit eingreifenden, konischen Reibflächen aufweist. Während des Zusammendrückens des Puffers werden die Federn zusammengedrückt und gleiten aneinander, entwickeln Kräfte, was Energie verbraucht.
Ein Puffer für Schienenfahrzeuge mit dem verbesserten Federaufbau weist erhebliche Vorteile gegenüber konventionellen Puffern für Schienenfahrzeuge auf. Die offenbarten Puffer entsprechen den UIC-Anforderungen und beinhalten einen internen Reservoir, welcher den Druckzylinder umgibt. Der interne Reservoir ermöglicht den Gebrauch von Öffnungen oder druckgesteuerten Ventilen in dem Druckzylinder, um den Flüssigkeitsfluss zwischen dem Druckzylinder und dem Reservoir und Pufferstößen zu steuern. Die Größe und Abstand der Öffnungen oder Ventile können einfach verändert werden, um Flexibilität in dem Entwurf der Kraft-Federweg Kennlinie für den Puffer zur Verfügung zu stellen. Die Konstruktion ist vereinfacht. Die Verwendung von komplizierten Stauräumen ist beseitigt.
Andere Gegenstände und Eigenschaften der Erfindung werden in der weiterführenden Beschreibung ersichtlich, speziell in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, welche die Erfindung darstellen, bestehend aus vier Seiten.
In der Zeichnung ist:
1 eine Draufsicht im Schnitt durch eine erste Ausführung eines Puffers für Schienenfahrzeuge, welche den Puffer im ausgestreckten Zustand darstellt;
2 eine Draufsicht im Schnitt eines Puffers von 1 ist, welche den Puffer im zusammengedrückten Zustand darstellt;
3 eine schematische Darstellung der Anschlüsse in der Druckzylinderwandung des Puffers von 1 ist, welche die Wand entspannt und eben ausgelegt darstellt;
4 eine Ansicht wie 1 ist, welche eine zweite Ausführung eines Puffers darstellt;
und 5 einer Ansicht wie 1 ist, welche eine dritte Ausführung eines Puffers darstellt.
1 bis 3 stellen eine erste Ausführung eines Puffers für Schienenfahrzeuge 10 dar, welche ein Körpergehäuse 12 beinhaltet, und eine rohrförmige Grundfläche 14 und rohrförmigen Kolbenzylindern 16 aufweisen, befestigt am Boden 14.
Der Kolben beinhaltet einen äußeren, plangedrehten Anschlussboden 18, welcher die entsprechende Anschlussplatte des Puffers des angrenzenden Schienenfahrzeuges belegt. Die rohrförmige Grundfläche 14 ist aufgebaut, um befestigt zu werden und erstreckt sich außerhalb von einem Ende eines Schienenfahrzeuges. Die rohrförmige Grundfläche und Kolben werden durch Ring 20 zusammengehalten. Der Gehäusekörper entspricht den UIC-Anforderungen.
Der Pufferfederaufbau 22 ist innerhalb des zylindrischen Innenraums 24 des Gehäusekörpers eingegrenzt und erstreckt sich dazwischen und liegt an der Grundplatte 26 und dem Boden 18 an. 1 stellt einen Pufferfederaufbau 22 in dem völlig ausgedehnten Körpergehäuse mit Kolben 16 dar, gehalten gegen Ring 20. Der Federaufbau 22 beinhaltet eine kolbenförmige hydraulische Feder 28 und eine mechanische Friktions- oder Ringfeder 30. Die Federn 28 und 30 sind in paralleler Anordnung, so dass ein Aufprall ausgeübt auf den Puffer, beide Federn zusammendrückt. Feder 30 entlädt sich und hält den Gehäusekörper in gestreckter Form.
Hydraulikfeder 28 beinhaltet ein Zylindergehäuse 32 angrenzend an Rundplatte 26. Zylindergehäuse 32 beinhaltet einen Frontanschluss 36, einen Rückanschluss 28 und einen äußeren Zylinder 40, welcher sich zwischen den beiden Anschlüssen erstreckt. Der innere Druckzylinder 42 erstreckt sich ebenfalls zwischen den beiden Anschlüssen. Kolben 44 in Zylinder 42 trägt einen Dichtungsring 46, welcher in die Innenraumoberfläche des Druckzylinders 42 eingreift und teilt den Abstand innerhalb Zylinder 42 in eine vordere zylindrische Kammer 48 und hintere ringförmige Kammer 50. Dichtungsring 46 verhindert Undichtigkeiten der hydraulischen Flüssigkeit nach dem Kolben. Kolbenstange 42 erstreckt sich vom Kolben 44 aus dem Zylindergehäuse 32 heraus durch Bohrung oder Kolbenstangendurchgang 54 in den Frontanschluss 36. Eine Stangendichtung verhindert Undichtigkeiten der hydraulischen Flüssigkeit durch den Kolbenstangendurchgang. Kolbenstangenplatte 56 ist an dem freien Ende der Kolbenstange 52 befestigt und grenzt an Bodenstange 18.
Ringfeder 30 ist zwischen umlaufender Kante 58 am Rückanschluss 38 und einer entsprechenden Kante an Stangenplatte 56 begrenzt. Die Feder 30 beinhaltet Sätze von eingreifenden inneren und äußeren Ringen 60 und 62. Die Ringe umgeben die Kolbenstange und das Zylindergehäuse des hydraulischen Federaufbaus. Feder 30 wird unter Druck zwischen Rückanschluss 38 und Platte 56 mit den Ringen 60, 62 gespannt, ineinander eingreifend, wenn der Puffer ausgestreckt ist, dargestellt in 1.
Zylinder 40 und 42 definieren ein ringförmiges Reservoir 64, welcher sich zwischen den Böden 36 und 38 und Kolben und Räume 48 und 50 umgibt. Rückauföffnungen 66 erstrecken sich durch den Druckzylinder 42 an das Ende des Reservoirs 64 angrenzend an Boden 36 und verbindet das Reservoir und hintere Kammer 50. Eine Vielzahl von kleinen dimensionierten Fließkontrollöffnungen 68 erstrecken sich durch Zylinder 42 und verbinden den Innenraum des Zylinders mit Reservoir 64. Eine einzelne Rückflussöffnung 17 erstreckt sich durch Zylinder 42 und verbindet Kammer 48 und Reservoir 64.
Die Innenraumkammer des Zylindergehäuses 32 ist mit Hydrauliköl gefüllt. Die Kammern in dem Druckzylinder sind vollständig gefüllt. Das Reservoir ist teilweise gefüllt. Eine Gastasche tritt aus dem oberen Reservoir 64 über Kammer 48 aus. Die Tasche ist ausreichend groß, sich der umgebenden hydraulischen Flüssigkeit anzupassen, welche von dem Druckzylinder in den Reservoir während des Zusammendrückens des Puffers fließt. Das Gas in der Tasche kann Luft sein.
Der Abstand und Anordnung der Öffnungen 66, 68 und 70 sind in 3 dargestellt. In der Figur ist Druckzylinder 42 im entspannten Zustand dargestellt und liegt flach mit der rechten Seite des Zylinders 42 angrenzend an hinteren Boden 38 und die linke Seite des Zylinders angrenzend an vorderen Boden 36. Linie 72 stellt die Position des Dichtungsrings 46 dar, wenn der Puffer völlig gestreckt und der Kolben angrenzend am vorderen Boden 36 ist. Linie 74 kennzeichnet die Position des Rings, wenn der Puffer vollständig zusammengedrückt ist. Wenn der Puffer vollständig zusammengedrückt ist, hat sich Ring 46 vorüberbewegt oder bedeckt alle Öffnungen 68. Die Distanz X zwischen den Linien 72 und 74 stellen den Hub des zusammengedrückten Puffers dar. Die Distanz Y von der Linie 74 zum vorderen Ende des Zylinders ist in etwa gleich zur Distanz X. Der zusammengedrückte Hub des Puffers ist ungefähr eine Hälfte der Länge des Druckzylinders.
1 stellt die Position des völlig erstreckten Eckpuffers 10 dar. Ringfeder 30 hält Bodenanschluss 18 heraus und entfernt von Grundplatte 26. In dieser Position ist Kolben 44 eine kurze Distanz von Frontansphluss 36 beabstandet, und das Volumen der vorderen Kammer 50 ist an einem Minimum und das Volumen der vorderen Kammer 48 ist an einem Maximum. Beide Kammern sind mit Hydrauliköl gefüllt, um hydraulisch die Aufnahme der Aufprallenergie zu sichern.
Um nach einem Aufprall die Vorlast der Ringfeder 30 ausreichend zu überwinden, bewegt sich Bodenanschluss 18 gegen Grundplatte 26. Feder 30 ist zusammengepresst und Hydrauliköl in Kammer 48 fließt heraus durch Öffnung 68 und 70 in Reservoir 46, um den Aufprall zu dämpfen. Das Fließen von Öl in den Reservoir presst die Gastasche in den oberen Teil des Reservoirs. Das Ausgangsvolumen der Tasche als das Volumen des in des Reservoirs geflossenen Öls, kleiner als das Volumen des in der vorderen Kammer 50 geflossenen Öls.
2 stellt einen Puffer 10 dar, welcher völlig zusammengedrückt ist. Ringfeder 30 ist zusammengepresst zwischen Rand 58 und Platte 56. Ein Zusammendrücken der Ringfeder verursacht ein Gleiten des Rings 60 relativ zu Ring 62, erzeugt Reibkräfte und Belastung, welche Aufprallenergie verbrauchen.
Gleichzeitig bewegt sich Kolben 44 mit der mechanischen Aufpralldämpfung von der erstreckten Position gegen den Rückanschluss 38, um den Aufprall hydraulisch zu dämpfen. Ein Zusammendrücken des Puffers wiedersteht durch den hydraulischen Widerstand zum Fließen von Öl durch Öffnungen 68 und 70. Öl fließt aus Frontkammer 48 in Reservoir 64 und Öl fließt vom Reservoir 64 durch Öffnungen 66 und in hintere Kammer 50. Kolbenstange 52 bewegt sich in hintere Kammer 50, so dass das Volumen der hinteren Kammer nicht ausreicht, um das ganze aus Frontkammer 48 fließende Öl aufzunehmen. Das Restöl ist in Reservoir 64 gelagert und reduziert das Volumen der Gastasche indem oberen Teil des Reservoirs.
Beim Beginnen des Zusammendrückens des Puffers drückt der Kolben Öl durch die Öffnungen 68 und 70. Wenn sich der Kolben entlang des Stößels bewegt übergeht Ring 46 einzelne Öffnungen 68 bis zum Ende des Stößels, dargestellt in 2, die Öffnungen 68 nahe Frontanschluss 36 wird durch den Ring übergangen und der Ring überdeckt und schließt die verbleibenden Öffnungen 68 an Linie 74. In der vollständig zusammengedrückten Position ist Rückführungsöffnung 70 offen, um ein Fließen des Öls in Kammer 48 während der am Anfang relativ langsamen Ausdehnung des Puffers durch die zusammengepresste Ringfeder zu vermeiden. Die beginnende Ausdehnung öffnet Öffnung 68, um das Ölvolumen zu erhöhen, welches in den Puffer fließt und beschleunigt die Erweiterung zurück zu der völlig ausgedehnten Position von 1.
Die Größe und Abstand von Öffnung 68 kann geändert werden, um die Kraftverlaufslinie der hydraulischen Feder zu ändern. Rückflussöffnungen können je erwünscht auf dem sonstigen unperforierten Teil 76 des Zylinders 42 zwischen Linie 74 und dem Ende des Zylinders angrenzend an Rückanschluss 38 angeordnet sein. Die Rückflussöffnung kann sich von Kammer 48 zum Reservoir durch den Rückanschluss 38 oder von Raum 48 direkt zu Kammer 50 durch den Kolben erstrecken, wie gewünscht.
Federunterstützte Druckventile können in Öffnung 68 befestigt sein, um den Kraftwegumschlag des Puffers zu erhöhen. Ein Druckventil kann ebenso in einer Öffnung montiert sein, welche sich durch den Kolben 44 erstreckt, um die vordere und hintere Kammern zu verbinden.
4 stellt eine zweite Ausführung eines Puffers für Schienenfahrzeuge 100 dar, ähnlich wie Puffer 10. Puffer 100 beinhaltet ein Körpergehäuse 102 und einen Pufferfederaufbau 104, befestigt in dem Körpergehäuse. Der Aufbau 104 beinhaltet eine Ringfeder 106 ähnlich der Ringfeder 30 und eine hydraulische Feder 108. Die Ringfeder und hydraulische Feder arbeiten parallel und werden zusammen entspannt und zusammengedrückt, so wie in Puffer 10. Die hydraulische Feder beinhaltet ein Zylindergehäuse 110, welches eine Frontfläche 112 aufweist, hintere Fläche 114 und äußeren Zylinder 116 wie in Zylindergehäuse 32. Ein innerer Druckzylinder 118 ist innerhalb Zylinder 112 angeordnet und erstreckt sich zwischen der Fläche 112 und 114. Kolben 120 beinhaltet einen Dichtring 122, welcher im Zylinder 118 befestigt ist und mit der Kolbenstange 124 verbunden ist. Das freie Ende der Kolbenstange 124 ist verbunden mit einer Stößelplatte 136 und hintere Fläche 114, und hält normalerweise den Puffer in seiner gedehnten Position von 4.
Kolbenstange 124 ist länger als Stange 52 der ersten Ausführung, so dass der Puffer in seiner ausgedehnten Position der Kolben 120 in etwa mittig entlang Zylinder 118 angeordnet ist. Zylinder 118 weist die gleiche Länge wie Zylinder 42 auf. Vordere Kammer 128 ist zwischen Kolben 120 und hinterer Fläche 114 angeordnet und hintere Kammer 130 ist zwischen dem Kolben und der Frontfläche 112 angeordnet. Der ringförmige Reservoir 132 ist zwischen Zylinder 116 und 118 angeordnet und erstreckt sich von Fläche 112 zur Fläche 114. Kolbenstange 124 erstreckt sich durch Frontfläche 112. Eine Anzahl von Fließöffnungen 134 werden durch Druckzylinder 118, angrenzend an hinterer Fläche 114 gebildet. Eine einzelne Rückflussöffnung 136 erstreckt sich durch Druckzylinder 118 zwischen Öffnung 134 und der hinteren Fläche. Rückflussöffnung 138 erstreckt sich durch Zylinder 118, angrenzend an Frontfläche 112.
Der zusammengedrückte Stößel des Puffers 10 weist die gleiche Länge wie der zusammengedrückte Puffer 100 auf und bewegt Dichtungsring 122 von der Position in 4 zur Position 140, angrenzend hinterer Fläche 114. Während des Zusammendrückens des Puffers ist die Ringfeder 106 zusammengepresst und die hydraulische Flüssigkeit fließt von Kammer 128 durch Öffnung 134 und 136, zur Dämpfung des Aufpralls, wie vorher beschrieben. An dem Ende des völlig belasteten Stößel übergeht oder überdeckt der Dichtungsring 122 alle Fließöffnungen 134, Austrittöffnung 136 öffnet zur Begrenzung des Rückflusses von hydraulischer Flüssigkeit in Kammer 128 während der beginnenden Ausdehnung des Puffers. Reservoir 123 erstreckt sich entlang der wollen Länge des Druckzylinders 118. Die Innenraumkammer des Zylindergehäuses ist mit Hydrauliköl gefüllt mit einer ausreichend großen Gastasche in dem oberen Teil des Reservoirs 132, um Öl aufzunehmen, welches von Kammer 128 während des Zusammendrückens fließt, trotz Reduzierung des Innenraumsvolumens, wie vorher beschrieben.
Die Rückflussöffnung 136 kann an einer irgendeiner erwünschten Position auf dem sonstigen unperforierten Teil des Druckzylinders 118 angeordnet sein, welcher zwischen dem Ende des Zylinders angrenzend hinteren Ende 114 und angrenzend Position 140 angeordnet ist. Öffnung 136 kann sich durch die hintere Fläche oder durch den Kolben erstrecken wie gewünscht.
In Puffer 100 ist der Kolben 120 eine, Distanz weiter weg von dem Stützlager in vorderer Fläche 112 als in Puffer 10. Der große Abstand zwischen dem Kolben und der Frontfläche liefert eine erhöhte Abstützung für die Kolbenstange gegen Belastungen, ausgeübt an dem freien Ende des Puffers.
In Puffer 100 erstreckt sich Druckzylinder 118 zwischen Front und hinterer Flächen 112 und 114. Operationen des Puffers, wie beschrieben, erfordern nicht, dass der Druckzylinder sich fortlaufend zwischen der Front und hinteren Fläche erstreckt. Wenn erwünscht, kann Teil 142 des Druckzylinders 118, welcher sich von der Frontfläche zum Kolben erstreckt, wenn der Puffer ausgedehnt ist, eliminiert werden. In diesem Fall kann der verbleibende Teil des Druckzylinders 118 damit verbunden sein oder mit hinterer Fläche 114 fest eingebaut sein. Die Entfernung von Teil 142 der Druckwand 118 verringert Kammer 130 und vergrößert Reservoir 132 radial einwärts. Diese Änderung vergrößert nicht die Gastasche in dem Reservoir, da die Gastasche oberhalb des oberen Teils der Kammer 128 angeordnet wird, um das Ansammeln von Gas in der Kammer zu vermeiden und hydraulische Dämpfung von Aufprellen zu beeinträchtigen.
Der Puffer für Schienenfahrzeuge 150; dargestellt in 5, ist der gleiche zu vorher beschriebenen Puffern 10 und 100 und beinhaltet ein Körpergehäuse 152 und einen Pufferaufbau 154 im Körpergehäuse. Der Aufbau beinhaltet Ringfeder 156 und Hydraulikfeder 158, in paralleler Verbindung, um sich zusammen zu entspannen und auszudehnen. Die hydraulische Feder beinhaltet ein Zylindergehäuse 160, welches rine Frontfläche 162 und eine hintere Fläche 164 aufweist, welches einen Durchmesser größer als der Durchmesser der Frontfläche aufweist und sich radial erstreckt, um völlig den Innenraum des Körpergehäuses zu belegen. Der äußere Zylinder 166 erstreckt sich von dem äußeren Umfang der hinteren Fläche 164 entlang des Körpergehäuses zum innenliegenden Absatz 167 und von dem Absatz zur Frontfläche 162. Der innere Druckzylinder 168 erstreckt sich zwischen Fläche 162 und 164. Der Absatz liegt der Frontfläche gegenüber.
Kolben 170 ist im Zylinder 168 befestigt und beinhaltet einen Dichtungsring 172, welcher Zylinder 168 verbindet. Kolbenstange 174 erstreckt sich von dem Kolben durch eine Bohrung in die Frontfläche 162 zu einem freien Ende, welches mit Stößelplatte 176 verbunden ist. Vorgespannte Feder 156 ist begrenzt zwischen der Stößelplatte und dem Absatz 167 des Zylinders 166.
Kolben 170 teilt den Innenraum des Zylinders 168 in eine vordere Kammer 178 und eine hintere Kammer 180. Ringförmiger Reservoir 182 ist zwischen den Zylindern 166 und 168 und Flächen 162 und 164 angeordnet. Die radiale Größe 184 des Reservoirs 182 von dem Absatz 167 zu der hinteren Wand 164 ist größer als die radiale Größe 186 des Reservoirs von dem Absatz zu der vorderen Fläche. Die erweiterte radiale Größe des Reservoirs von dem Absatz zu der hinteren Wand wird durch die Anordnung der Zylinderteile 166 zwischen dem Absatz der hinteren Wand angrenzend der rohrförmigen Grundfläche des Köpergehäuses. Das Ende der Ringfeder liegt an Absatz 167 an, entfernt von hinterer Fläche 164. Die Anordnung von Absatz 167 zwischen Flächen 162 und 164 kann variabel sein, wie gewünscht. Das Ende von Feder 152 kann an Frontfäche 162 anliegen.
Eine Mehrzahl von Fließöffnungen 188, eine einzelne Rückflussöffnung 190 und eine Anzahl von Rückflussöffnungen 192 größeren Durchmessers sind in Zylinder 168 angeordnet und entsprechend zu den gleichen Öffnungen offenbart und beschrieben in Verbindung mit der ersten und zweiten Ausführung. Puffer 150 hat einen zusammengedrückten Stößel, welchem Dichtungsring 162 von der Position, dargestellt in 5, zu der Position bewegt, angegeben durch Linie 194, um alle Fließöffnungen 188 zu übergehen oder abzudecken.
Die Innenraumkammer und Reservoir im Zylindergehäuse 160 sind mit Hydrauliköl gefüllt mit einer Gastasche in dem oberen Teil des Reservoirs ausreichend groß, um das in den Reservoir fließende Öl während des Zusammendrücken des Puffers aufzunehmen. In dieser Ausführung, ist die Länge des Reservoirs entlang der Längsachse des Puffers erheblich kleiner als die Länge des Reservoirs 64 und 132 in den ersten beiden Ausführungen und nur geringfügig länger als der zusammengedrückte Stößel des Puffers. Jedoch liefert erhöhte radiale Größe 184 des Reservoirs zwischen dem Absatz und der hinteren Fläche eine vergrößerte Gastasche. Die Gastasche ist größer als die Differenz zwischen dem Volumen des Öls, welches von der vorderen Kammer fließt und den Volumen der Kolbenstange, welche in die hintere Kammer bewegt wird und ist entsprechend reduziert während des Zusammendrückens. Im völlig zusammengedrückten Zustand ist die Fließöffnung 190 nicht bedeckt und verhindert die Ausdehnung des Puffers. Puffer 150 ist zusammengedrückt und ausgedehnt, wie vorher in Verbindung mit Puffer 10 und 100 beschrieben.
Während des Zusammendrückens des offenbarten Puffers fließt hydraulische Flüssigkeit aus der Frontkammer durch Fließöffnungen oder federbelastete Druckventile in den Druckzylinder. Die Öffnungen und Ventile bilden beide Fließanschlüsse durch welche hydraulische Flüssigkeit fließt, außerhalb von dem Druckzylinder.
Während des Zusammendrückens fließt hydraulische Flüssigkeit von der vorderen Kammer in den Reservoir und Flüssigkeit in den Reservoir fliehst in die hintere Kammer. Jedoch ist die hintere Kammer durch die Kolbenstange ausgefüllt und kann nicht die ganze hydraulische Flüssigkeit aufnehmen, welche von der Frontkammer her vertrieben ist. Das Volumen der hydraulischen Flüssigkeit, welche von der Frontkammer vertrieben ist, ist kleiner als das Volumen der hydraulischen Flüssigkeit, welches in die hintere Kammer vertrieben ist, oder die rein vertriebene hydraulische Flüssigkeit ist in dem Reservoir durch Zusammenpressen und Reduzieren des Volumens der Gastasche gelagert. Die Gastasche weist ein anfängliches Volumen auf, größer oder gleich zu dem Nettovolumen der einen hydraulischen Flüssigkeit, welche in die Gastasche fließt und in dem Reservoir durch Zusammendrücken des Puffers verdrängt wird.

Claims

Puffer für ein Schienenfahrzeug (10), welcher einen gekapseltes Gehäuse (12) und eine rohrförmige Basis (14) beinhaltet mit einer Platte (26) an einem Ende des Puffers und einen rohrförmigen Kolbenzylinder (16) aufweist, welcher einen Anschlussboden (18) am anderen Ende des Puffers aufweist, wobei die Basis (14) und der Kolbenzylinder (16) miteinander verbunden sind, um im Allgemeinen eine zylindrische, innere Kammer (24) zwischen der Platte (26) und dem Anschlussboden (18) zu definieren; eine hydraulische Feder (28) in der inneren Kammer (24) erstreckt sich zwischen der Platte (26) und dem Anschlussboden (18), wobei die hydraulische Feder (28) ein Gehäuse (32) an einem Ende der inneren Kammer (24) mit gegenüberliegenden Front- und Rückseitigen Böden (36, 38) beinhaltet und einen Druckzylinder (42), welcher sich zwischen den Böden (36; 38) erstreckt, wobei ein Kolben (44) im Druckzylinder (42) an der inneren Oberfläche des Druckzylinders (42) anliegt und eine Kolbenstange (52) sich vom Kolben (44) dichtend durch den Frontboden (36) zu einem freien Ende an dem anderen Ende der inneren Kammer (24) erstreckt; mit Durchflussanschlüssen (28) im Druckzylinder (42), einer den Druckzylinder (42) im wesentlichen füllenden Hydraulikflüssigkeit; und einer mechanischen Feder (30) in der inneren Kammer (24), welche parallel zur Hydraulikfeder (28) angeordnet ist, wobei die Hydraulikfeder (28) ein äußeres Gehäuse (40) aufweist, welches sich zwischen den Front- und Rückseitigen Böden (36, 38) und beabstandet vom Druckzylinder erstreckt, ein Reservoir (64), das zwischen dem Druckzylinder (42) und dem äußeren Gehäuse (40) angeordnet ist, wobei die Hydraulikflüssigkeit das Reservoir (64) teilweise füllt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gastasche im oberen Reservoir (64) angeordnet ist, wobei die Gastasche oberhalb des Innenraums des Druckzylinders (42) angeordnet ist.
Puffer für ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Feder (30) mindestens einen Teil der Hydraulikfeder (28) umschließt.
Puffer für ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Feder eine Ringfeder (30, 106, 156) umfasst, und die Ringfeder zwischen einem Ende der inneren Kammer (24) und entweder am anderen Ende der inneren Kammer oder dem Gehäuse (160) vorgespannt sind.
Puffer für ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Feder aus einer Ringfeder (30, 106, 156) besteht.
Puffer für ein Schienenfahrzeug nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (24) ringförmig ist und den Druckzylinder (42) umschließt.
Puffer für ein Schienenfahrzeug nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Puffer eine Rückflussöffnung (70) aufweist, welche zwischen den Durchflussanschlüssen (68) und dem rückseitigen Boden (38) angeordnet ist.
Puffer für ein Schienenfahrzeug nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Gastasche sich zwischen den Böden (36, 38) erstreckt.
Puffer für ein Schienenfahrzeug (10) nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Einfederungshub des Kolbens (24) nennenswert kleiner ist als der Abstand zwischen den Böden (36, 38), und wenn der Puffer (10) ausgefahren ist; der Kolben (44) am Frontboden (36) anliegt.
Puffer für ein Schienenfahrzeug (100, 150) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einfederungshub des Kolbens (120, 170) nennenswert kleiner ist als der Abstand zwischen den Böden (112, 114; 162, 164) und wenn der Puffer (100, 150) eingefedert ist, der Kolben (120, 170) am rückseitigen Boden (114, 164) anliegt.
Puffer für ein Schienenfahrzeug (10, 100) nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Feder (30, 106) sich zwischen dem freien Ende der Kolbenstange in (52, 124) und dem rückwärtigen Boden (38, 114) erstreckt.
Puffer für ein Schienenfahrzeug (150) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Boden (162, 164) nicht wesentlich größer als der Einfederungshub des Kolbens (170) ist.
Puffer für ein Schienenfahrzeug (150) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Puffer einen Absatz (167) im Gehäuse (160) aufweist, wobei ein Ende der mechanischen Feder (156) an dem Absatz (167) anliegt.