DE2010148C2 - Vorrichtung zur Aufnahme von Stoßkräften, insbesondere für Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufnahme von Stoßkräften, insbesondere für Schienenfahrzeuge zur Anordnung zwischen dem Wagenkasten und einem die Puffer und Kupplungen tragenden Stoßbalken, mit einem Zylinder, In dessen mil Druckflüssigkeit gefüllter Zylinderkammer ein Kolben verschiebbar geführt Ist, einer mit dem Kolben fest verbundenen, hohl ausgebildeten Kolbenstange, deren Innenraum durch einen schwimmenden Trennkolben unterteilt 1st, wobei zwischen dem Kolben und dem Trennkolben eine mit Druckflüssigkeit gefüllte Kolbenkammer gebildet 1st und die Druckflüssigkeit in der Kolbenkammer durch den Trennkolben beaufschlagende federnde MIttel vorgespannt ist, und einem Regulierorgan, durch das mit einem über den Hub der Vorrichtung veränderlichen Durchtrittsquerschnitt beim Dämpfhub und beim Rückhub die Kolbenkammer mit der Zylinderkammer verbindbar 1st, wobei der Durchtrittsquerschnitt mit zunehmendem Dämpfhub abnimmt und zu Beginn des Rückhubs durch eine Ventileinrichtung vergrößerbar 1st.

Eine Vorrichtung dieser Art dient Insbesondere dazu, die Infolge von Ranglerstößen auftretende Beschleunigung oder Verzögerung auf einem für das Ladegut ungefährlichen Wert halten.

Eine der eingangs genannten Gattung entsprechende Vorrichtung Ist aus der GB-PS 8 52 509 bekannt. Da während des gesamten Rückhubs dieser Vorrichtung die Venttleinrichtung geöffnet Ist, fährt der Kolben nicht nur mit einer hohen Geschwindigkeit In seine Ausgangslage zurück, sondern er erfährt aufgrund des sich über den Rückhub vergrößernden Durchtrittsquerschnitts am Regulierorgan noch eine Beschleunigung. Dadurch hat der Kolben kurz vor Erreichen seiner Ausgangslage die größte Geschwindigkeit, mit der er hart an die seine Ausgangslage festlegenden Anschläge anschlägt, wodurch es zu Beschädigungen der Vorrichtung kommen kann.

Es 1st daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der beim Rückhub ein hartes Anschlagen des Kolbens bei Erreichen seiner Ausgangslage und damit Beschädigungen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vergrößerung des Durchtrittsquerschnitts durch die Ventileinrichtung nur In einem ersten Teil des Rückhubs gegeben Ist und daß In dem übrigen Teil des Rückhubs der Durchtrittsquerschnitt kleiner Ist als In dem ersten Teil des Rückhubs. Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung erfolgt aufgrund des großen Durchtrlttsquerschnltts eine starke Beschleunigung zu Beginn des Rückhubs, die die Vorrichtung rasch wieder aus der gefährlichen Endlage herausbringt, so daß ein erneuter Dämpfhub erfolgen

kann. Die starke Beschleunigung geht aber zum Ende des Rückhubs in eine Verzögerung über, durch die der Kolben weich in seine Ausgangslage bewegt wird.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Längsschnitt dargestellt.

Der mit Druckflüssigkeit gefüllte Zylinder 1 ist durch einen Boden 5 verschlossen. Gegenüber der Zyllnderwand abgedichtet ist der Kolben 3 über die ebenfalls dichtgeführte Kolbenstange 2 verschiebbar angeordnet. Durch eine Öffnung des Kolbens 3 ragt eine Reguüernadel 4, die mit ihrem anderen Ende im Boden 5 verankert ist. Sie weist ein in Richtung auf den Boden 5 offenes Sackloch 6 auf, in dem ein Rückschlagventil 10 angeordnet ist, dessen Ventilkörper durch eine sich im Boden 5 abstützende Schraubenfeder 9 in Anlage an seinem Ventilsitz 7 gehalten wird, der durch eine Stufe im Sackioch 6 gebildet ist. Beiderseits des Ventilsitzes 7 verbinden Querbohrungen 11 bzw. 12 das SacUoch 6 mit der Zylinderkammer 15 des Zylinders 1. Auf ihrem Umfang weist die Reguliernadel 4 mehrere Längsnuten 13 auf, deren Querschnitte mit wachsendem Dämpfhub parabolisch abnehmen. An der Durchführung der Reguliernadel 4 durch den Kolben 3 sind In Ausnehmungen des Kolbens 3 um ihren Befestigungspunkt schwenkbare Verschlußglieder 14 angeordnet, die die Querschmittsflächen der Längsnuten 13 normalerweise verschließen bzw. nur eine Drosselbohrung 16 freilassen. Nur bei erhöhtem Druck in der Zylinderkammer 15 geben die Verschlußglieder 14 den vollen Durchtrittsquerschnitt der Längsnuten 13 frei. Die hohl ausgebildete Kolbenstange 2 1st durch einen schwimmend angeordneten Trennkolben 17 in eine Kolbenkammer 8 und einen Raum 18 unterteilt. Der allseitig dicht verschlossene Raum 18 1st mit Druckgas gefüllt, während die mit der Zylinderkammer 15 in Verbindung stehende Kolbenkammer 8 zur Aufnahme der beim Dämpfhub vom Kolben 3 verdrängten Druckflüssigkeit dient und ebenfalls mit Druckflüssigkeit gefüllt 1st. Der Kolben 3 liegt in der Ausgangslage an einem an die Zylinderwand angearbeiteten Anschlag. In diesem Bereich verengt sich der Innendurchmesser des Zylinders 1 bis auf den Außendurchmesser der Kolbenstange 2, so daß eine dichtende Führung der Kolbenstange 2 im Zylinder 1 möglich ist. Zwischen dem Kolben 3, dem Zylinder 1 und der Kolbenstange 2 besteht ein Ringraum 20, der sich während des Dämpfhubes vergrößert und über Querbohrungen 19 In der Wand der Kolbenstange 2 Verbindung mit der Kolbenkammer 8 hat. In der Ausgangslage sind die Querbohrungen 19 durch die Zylinderwand abgedeckt.

Die Arbeltswelse der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende:

Erfolgt In Längsrichtung ein Stoß, so verschieben sich die Kolbenstange 2 und der Kolben 3 gegen den Zylinder 1; dabei wird die Druckflüssigkeit aus der Zylinderkammcr 15 verdrängt und strömt durch die Längsnuten 13 der Reguliernadel 4 in die Kolbenkammer 8 und von hler durch die Querbohrungen 19 in den sich vergrößernden Ringraum 20. Die Verschlußglieder 14 werden dabei von der Druckflüssigkeit in Öffnungsrichtung beaufschlagt, so daß der volle Durchtrittsquerschnitt zur Verfügung steht. Die in die Zylinderkammer 8 eindringende Druckflüssigheit verschiebt den Trennkolben 17, so daß das Druckgas im Raum 18 stärker komprimiert wird. Während der Kolben 3 die Reguliernadel 4 überfährt, verringert sich der wirksame DurchtrittsquerschrUtt d_er Längsnuten 13, wodurch die gewünschte Dämpfung zustande kommt. Im letzten Abschnitt des Dämpfhubes überfährt der Kolben 3 die Querbohrung 11 in der Reguliernade! 4, so daß diese Querbohrung nun in die Kolbenkammer 8 mündet, wohingegen die Querbohrung 12 auch bei dem maximal möglichen Hub in der Zylinderkammer 15 des Zylinders 1 verbleibt. Das Rückschlagventil 10 wird während des Dämpfhubes in Schließrichtung beaufschlagt.

Wirkt in der Stoßrichtung keine äußere Kraft mehr, so kehren sich die Druckverhältnisse in der Zyllnderkammer 15 und der Kolbenkammer 8 um. Da die Summe des Volumens der Kolbenkammer 8 und der Volumenzunahme des Ringraumes 20 immer kleiner ist als die Volumenabnahme der Zylinderkammer 15, wurde das Druckgas im Raum 18 der Kolbenstange 2 durch Beaufschlagung des Trennkolbens 17 während des Dämpfhubes gespannt. Die durch das Druckgas gebildete Gasfeder leitet nun den Rückhub ein. Durch den erhöhten Druck in der Kolbenkammer 8 öffnet sich das Rückschlagventil 10, und die Druckflüssigkeit strömt durch die Querbohrung 11, das Sackloch 6 und die Querbohrung 12 zurück in die Zylinderkammer 15. Da der Durchtrittsquerschnitt verhältnismäßig groß ist, wird der Kolben 3 stark beschleunigt und kommt schnell aus der gefährlichen Endlage heraus.

Hat der Kolben 3 die Querbohrung 11 beim Rückhub überfahren, so wird die durch diese gegebene Verbindung aufgehoben, und die Druckflüssigkeit kann nur noch durch die Drosselbohrungen 16 an den die Längsnuten 13 verschließenden Verschlußgliedern 14 in die Zylinderkammer 15 zurückfließen. Durch die Drosselung der Druckflüssigkeit wird der Kolben 3 mit der Kolbenstange 2 verzögert, so daß sie sich nur mit geringer Geschwindigkeit Ihrer Ausgangslage nähern und somit also auch beim Rückhub eine Dämpfung eintritt. Nähern sich der Kolben 3 und die Kolbenstange 2 Ihrer In der Zeichnung dargestellten Ausgangslage, tritt eine zusätzliche Endlagendämpfung ein, indem die den Ringraum 20 und die Kolbenkammer 8 verbindenden Querbohrungen 19 von der Wand des Zylinders 1 nach und nach abgedeckt werden, also auch das Ausfließen der Druckflüssigkeit aus dem Ringraum 20 gedrosselt wird. Somit wird erreicht, daß sich der Kolben 3 ohne harten Schlag welch in seine Ausgangslage bewegt.

Kurzzeitig hintereinander folgende Stöße können die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht beschädigen, da der Kolben 3 die gefährliche Endlage nach einem Dämpfhub jeweils beschleunigt verläßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Aufnahme von Stoßkräften, insbesondere für Schienenfahrzeuge zur Anordnung zwl- sehen dem Wagenkasten und einem die Puffer und Kupplungen tragenden Stoßbalken, mit einem Zylinder, In dessen mit Druckflüssigkeit gefüllter Zylinderkammer ein Kolben verschiebbar geführt ist, einer mit dem Kolben fest verbundenen, hohl ausgebildeten Kolbenstange, deren Innenraum durch einen schwimmenden Trennkolben unterteilt 1st, wobei zwischen dem Kolben und dem Trennkolben eine mit Druckflüssigkeit gefüllte Kolbenkammer gebildet ist und- die Druckflüssigkeit in der Kolbenkammer durch den Trennkolben beaufschlagende federnde Mittel vorgespannt ist, und einem Regulierorgan, durch das mit einem über den Hub der Vorrichtung veränderlichen Durchtrittsquerschnitt beim Dämpfhub und beim Rückhub die Kolbenkammer mit der Zylinderkammer verbindbar ist, wobei der Durchtrittsquerschnitt mit zunehmendem Dämpfhub abnimmt und zu Beginn des RDckhubs durch eine Ventileinrichtung vergrößerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergrößerung des Durchtrittsquerschnitts durch die Ventileinrichtung nur in einem «rsten Teil des Rückhubs gegeben ist und daß in dem übrigen Teil des Rückhubs der Durchtrittsquerschnitt kleiner 1st als In dem ersten Teil des Rückhubs.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- M zeichnet, daß der beim Dämpfhub vorhandene Durchtrlttsquerschnitt von Verschlußglledern (14) beim Rückhub weitgehend abgesperrt Ist, daß die Verschlußglieder (14) jeweils eine die Zylinderkammer (IS) mit der Kolbenkammer (8) verbindende Drosselbohrung (16) aufweisen und daß die Zylinderkammer

(15) mit der Kolbenkammer (8) durch einen zu den Drosselbohrungen (16) parallel geschalteten, im ersten Teil des Rückhubs mittels der Ventileinrichtung geöffneten Kanal verbindbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, mit einer an einem Boden des Zylinders befestigten axialen Reguliernadel, die durch eine im Kolben ausgebildete Bohrung geführt ist, wobei die Reguliernadel den Durchtrittsquerschnitt beim Dämpfhub bildende, parabolisch verlaufende Längsnuten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußglieder (14) am Kolben (3) schwenkbar angeordnete Klappen sind, durch die der von den Längsnuten (13) gebildete Durchtrittsquerschnitt weitgehend verschließbar 1st, wobei die Klappen vom Druck in der Zylinderkammer (15) in Öffnungsrlchti'ng und vom Druck In der Kolbenkammer (8) in Schließrichtung beaufschlagt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß In einem dem Boden (5) des Zylinders (1) zugewandten koaxialen Sackloch (6) der Reguliernadel (4) als Ventileinrichtung ein federbelastetes Rückschlagventil (10) angeordnet ist, wobei eine Querbohrung (U) auf der einen Seite des Rückschlagventils (10) und eine weitere Querbohrung (12) auf der anderen Seite des Rückschlagventils (10) vom Sackloch (6) zur Mantelfläche der Regullernadel (4) führen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Querbohrung (11) beim Dämpfhub vom Kolben (3) überfahren wird, während die andere Querbohrung (12) auch beim maximal möglichen Dämpfhub mit der Zylinderkammer (15) in Verbindung 1st.