DE2121775C3

DE2121775C3 -

Info

Publication number: DE2121775C3
Application number: DE2121775A
Authority: DE
Inventors: Guido Brambilla; Vittorio Fogliacco
Original assignee: RIV SKF Officine di Villar Perosa SpA
Current assignee: SKF Industrie SpA
Priority date: 1970-05-04
Filing date: 1971-05-03
Publication date: 1978-11-30
Also published as: DE2121775A1; FR2091117A5; DE2121775B2; SE367799B; GB1347358A; SU402192A3; US3729101A

Description

Die Erfindung be/.ieht sich aiii ein hydromechanische ^h~> Smßaufnahmevorriclv.ung, insbesondere für Schienenfahrzeuge zur Aufnahme der besonders beim Kuppeln der Schienenfahrzeuge auftretenden Stoßkräfte, beste hend aus einem eine mechanische Federeinheit, die sich an der einen von zwei an der Sloßaufnahmevorrichtung vorgesehenen Endplatte abstützt, aufweisenden Federteil und einem zu dem Federteil koaxial angeordneten, paraHelgeschalteten hydraulischen Dämpfungsteil, der gebildet ist aus einem durch die andere Endplatte der Stoßaufnahmevorrichtung abgeschlossenen, mit Hydraulikmittel gefüllten Zylinder, einem in dem Zylinder verschiebbaren Kolben mit einem Kolbenschaft, der an der an der Federeinheit anliegenden Endplatte befestigt ist, einem koaxial zu dem Kolben angeordneten, an der den Zylinder abschließenden Endplatte befestigten Drosselstift, der mit seinem freien Ende in eine als Sackbohrung ausgebildete zentrale Bohrung des Kolbens unter Freilassung eines Drosselquerschnittes ragt, wobei der Drosselquerschnitt einen Druckraum in dem Zylinder auf der dem Kolbenschaft abgewandten Seite des Kolbens mit einem auf der anderen Seite des Kolbens durch den Raum zwischen dem Kolbenschaft und der Wandung des Zylinders gebildeten Verdrängungsraum verbindet, der durch Kanäle mit der zentralen Bohrung des Kolbens verbunden ist, und wobei der Druckraum und der Verdrängungsraum zusätzlich durch mindestens einen mit einem Rückschlagventil versehenen, als Durchbohrung des Kolbens ausgebildeten außermittigen Durchlaß des Kolbens verbindbar sind.

Bei einer derartigen bekannten Stoßaufnahmevorrichtung nach der GB-PS 9 15 840 wird der Verdrängungsraum auf der dem Kolben gegenüberliegenden Seite durch einen sich an der Federeinheit abstützenden, auf dem Kolbcnschaft verschiebbaren Hilfskolben abgeschlossen, der den beim Verdrängen des Hydraulikmittels notwendigen Volumenausgleich ermöglicht. Die Anordnung eines derartigen llilfskolbens ist technisch aufwendig und wegen der damit verbundenen zusätzlichen Abdichtungsprobicmc störanfällig. Außerdem ist bei dieser bekannten Vorrichtung die Dämpfung beim Rückhub unbefriedigend, da sich die in dem Kolben vorgesehenen Rückschlagventile beim Rückhub öffnen und einen zusätzlichen Durchströmqucrschnitt freigeben.

Der F ..ridung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydromechanische Sloßuufnahmevorrichiung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auf einfach Weise eine optimale Dämpfung über den ganzen Hub ermöglicht, wobei insbesondere beim Rückhub eine wirkungsvolle Dämpfung erreicht werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise ein den Zylinder umschließender, als Ausgleichs- bzw. Vorratsraum für das Hydraulikmittei dienender Ringraum vorgesehen ist, daß der Druckraum in dem Zylinder mit dem Ringraum unmittelbar durch mindestens zwei jeweils mit einem Rückschlagventil versehene Kanäle verbindbar ist, wobei das eine Rückschlagventil zu dem üruckraum und das andere Rückschlagventil zu dem Ringraum hin öffnet, und daß die den außermittigen Durchbohrungen des Kolbens zugeordneten Rück schlagventilc in an sich bekannter Weise zu dem Verdrängungsraum hin öffnen.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung erübrigt sich die technisch aufwendige Anordnung eines zusätzlichen Hilfskolbens. Außerdem wird durch die gemäß der Erfindung vorgesehen· Anordnung :ei Rückschlagventile eine Anpassung .;<· Dämpfung -.,irakteristik an das Erfordernis einer '.urks.imen Aufnahme der antretenden Stoßkräfte ermöglicht

Zur Einstellung der Dämpfungscharakteristik in Abhängigkeit von den jeweiligen Betriebsbedingungen et nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß in an sich bekannter Weise der Drosselstift als Rohr mit radialen Drosselbohrungen und einem in diesem verstellbaren Schieberglied zum Steuern des öffnungsquerschniues der ^rosselbohrungen ausgebildet ist und daß das um seine Längsachse verdrehbare, massiv ausgebildete Schieberglied mit zwei gegenüberliegenden längsnutartigen Steuerau-nehmungen versehen ist, die bis zum freien Ende des Drosselstiftes durchlaufen.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbcispiele der Erfindung dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Stoßaufnahmevorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Teil eines zweiten Ausführungsbeispiels, M

Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie ill-Ili der F i g. 2 und

Fig.4 ein Arbeilsdiagramm der erfindungsgemäßen Stoßaufnahmevorrichtung.

Gemäß Fig. 1 umfaßt eine erfindungsgemäße Stoßaufnahmevorrichtung eine mechanische Federeinheit, die aus einem Paket von Metallscheiben 1 besteht, zwischen denen jeweils ein elastisch nachgiebiger Ring 2, der vorzugsweise aus Gummi mit hoher Hysterese besteht, unter Vorspannung angeordnet und beispielsweise durch Kleben mit den Metallscheiben ' verbunden ist. Die Metallscheiben 1 sind mit umlaufenden Sicken la versehen, die zur Zentrierung in entsprechende Aussparungen 2;/ in den Ringen 2 eingreifen. Die mechanische Federeinheit ist zwischen J5 einer Endplatte 3 und einem Gehäuse 4 angeordnet, das in bezug auf die F.ndplatte 3 axial verschiebbar ist.

Das Gehäuse 4, das einen hydraulischen Dämpfungsteil der Stoßaufnahmevorrichtung umfaßt, weist einen rohrförmigen Ansät/ 5 auf, der in die Federeinheit ragt. <o Das Gehäuse 4 ist mit seinem rohrförmigen Ansatz 5 auf einem Kolbenschaft 6 verschiebbar, der mit einem Ende in einer Ausnehmung der Endplatte 3 angeordnet ist und dessen in das Gehäuse 4 ragendes Ende zu einem Kolben 7 ausgebildet ist. Der Kolben 7 ist relativ zu einem im Gehäuse 4 befindlichen Zylinder 8 verschiebbar. Der Zylinder 8 ist durch eine F.ndplatte 9 abgeschlossen und von einem Ringraum IO umgeben, der als Reserveraum für das Hydruulikmiitcl dient.

Der Ringraum 10 steht mit einem an der freien Stirnseite des Kolbens 7 befindlichen Druckraum A durch zwei oder mehrere Kanäle 11 und 13 in Verbindung, die durch Rückschlagventile 12 bzw. 14 gesteuert werden, welche sich je nach den Druckverhältnissen im Druckraum A öffnen oder schließen.

Das kolbcnscitige Ende des Kolbenschaftcs 6 weist eine zentrale Bohrung 15 auf, die mit dem Druckraum A über einen Drosselquerschniit 16 in Verbindung steht. Dieser wird durch einen in die Bohrung 15 ragenden, konisch verjüngenden Drosselstift 17 gebildet, der <■·<) koaxial zur Bohrung 15 an der F.ndplatte 9 befestigt ist. Durch seine konische Form verändert der Drosselstift 17 je naih dem Betrag, mit dem er in die Bohrung 15 ι;ιμ?. ilen DriissckjULM'si'hmtt 1 ♦-■ während eines Hubes des Kolbens 7. ■ ·

Die Bohrung 15 im Kolbens; halt 6 suhl mit einem Verdrängiingsraum B über im wesentlichen radial gerichtete Kanäle 18 in Verbindung. Der Kolben 7 hai außerdem eine oder mehrere axiale Durchbohrungen 19, die ebenfalls durch Rückschlagventile 20 gesteuert werden, weiche sich während der Annäherung der Endplatte 9 an den Kolben 7 öffnen.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der Vorrichtungerläutert:

Bei Krafteinwirkung auf die Endplatte 9 in Richtung auf die Federeinheit werden die elastisch nachgiebigen Ringe 2 zusammengedrückt und dadurch der Abstand zwischen dem Kolben 7 und der Endplatte 9 verkürzt, wodurch sich der Druck des im Druckraum A befindlichen Hydraulikmittels erhöht. Dieses fließt deshalb aus dem Druckraum A durch den Drosselquerschnitt 16 und die Kanäle 18 in den Verdrängungsraum B.

Ein Teil des Hydraulikmittels fließt dabei auch durch die Durchbohrungen 19 und die Rückschlagventile 20, welche sich in dieser Phase öffnen, direkt hinter den Kolben 7. Aufgrund des Volumens des Kolbenschaftes 6, das in den Zylinder 8 eindringt, kann nicht das gesamte im Druckraum A befindliche Hydraulikmittel in den Verdrängungsraum B fließen; ein Teil fließt deshalb durch den von dem Rückschlagventil 14 gesteuerten Kanal 13 in den Ringraum 10. Die dämpfende Wirkung der Stoßaufnahmevorrichiung wird durch die kombinierte Wirkung der Rückschlagventile 14 und 20 und der Drosselung durch den Drosselslift 17 erreicht.

Bei einer Krafteinwirkung auf die Endplatte 9 in Richtung auf die Federeinheit nimmt die Geschwindigkeit des Kolbens 7 relativ zum Gehäuse 4 ab. Zur Vermeidung eines plötzlichen Druckanstiegs im Druckraum A ist der Drosselstift 17 zu seinem freien Ende hin konisch verjüngt, so daß der Drosselquerschnitt 16 nur allmählich verkleinert wird.

Selbstverständlich läuft der Vorgang in derselben Weise ab, wenn ein Stoß auf die Endplatte 3 wirkt.

Die Stoßaufnahmevorrichtung kann durch gegenseitige Abstimmung der mechanischen Federeinheit und des hydraulischen Dämpfungsteils so eingestellt werden, daß die Gegenkraft der Stoßaufnahmevorrichtung während des Stoßvorgangcs konstant bleibt. Das ist dann möglich, wenn der mechanische und der hydraulische Teil Charakteristiken haben, wie in F i g. 4 dargestellt. In diesem Diagramm ist auf der Abszisse X der Hub und auf der Ordinate Y die Gegenkraft bei größter Stoßgeschwindigkeit aufgetragen. Die Kurve 25 stellt die Charakteristik des mechanischen und die Kurve 26 diejenige des hydraulischen Teils dar. Die Summe der Ordinaten der Kurven 25 und 26 ist dabei über den ganzen Hub konstant.

Der Drosselstift 17 kann auch anders profiliert sein, wenn sich die Stoßaufnahmevorrichtung anders verhalten soll.

Beim Rückhub des Gehäuses 4 aufgrund der von der mechanischen Federeinheit erzeugten Gegenkraft kann das Hydraulikmittel aus dem Verdrängungsraum B nur durch den Drosselquerschnitt 16 in den Druckraum .4 gelangen, weil die Rückschlagventile 20 in dieser Phase geschlossen sind. Dadurch wird eine erhebliche Bremswirkung und damit Dämpfung bei geringer Rückhubgeschwindigkeit erzeugt.

Dadurch, daß sieh der Kolbenschaft 6 wieder aus dem Verdrängungsraum H /urück/iehl. wird durch das Rückschlagventil 12 ein entsprechendes Volumen an I lulraulikmittcl in den Ι)πκ kra;:'ii Λ /!!-''"-kgicfordert, so daß dieser immer ganz mit Hydraulikniitiel gefüllt bleibt.

In Γ ι g. 2 und 3 ist ein abgeändertes Ausführungsbei-

spiel dargestellt, bei dem der Drosselstift 21 rohrförmig ausgebildet und ebenfalls an der Endplatte 9 befestigt ist. Der Drosselstift 21 weist auf einem Teil des Umfangs radiale Drossclbohrungcn 22 aul. durch die das Hydraulikmiltcl in die zentrale Bohrung 15 des Kolbenschaftes 6 und in die Kanäle 18 fließt. Im Inneren des Drosselstiftcs 21 ist koaxial ein um seine Längsachse drehbares Sehiebcrglicd 23 angeordnet, das von außen her über eine Mutter 24 od. dgl. verdreht werden kann. Durch Drehung des Schiebcrgliedes 23, das mit zwei gegenüberliegenden iängsnutartigen Steuerausnehmungen versehen ist, können die Drosselbohrungen 22 gesperrt oder geöffnet werden. Die Dämpfungschi rakieristik der Stoßaufnahnievorrichtung kann som durch Drehung des .Schiebergliedes 23 von auße geändert werden, indem die Drosselbohrungcn 2 teilweise oder ganz geschlossen b/w. geöffnet werde Die l.ängsverteilung der Drosselbohrungen 22 auf den Drosselstilt 21 erlaubt die Erzeugung einer Dämpfungs charakteristik in Abhängigkeit vom Hub, wahrend dii Umfangsverteilung der Drosselbohrungcn 22 ein· Einstellung der Empfindlichkeit durch Verdrehung de Schicbergliedes 23 von außen her gestattet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydromechanische Stoßaufnahmevorrichtung, insbesondere für Schienenfahrzeuge zur Aufnahme der besonders beim Kuppeln der Schienenfahrzeuge auftretenden Stoßkräfte, bestehend aus einem eine mechanische Federeinheit, die sich an der einen von zwei an der Stoßaufnahmevorrichtung vorgesehenen Endplatten abstützt, aufweisenden Federteil und einem zu dem Federteil koaxial angeordneten, paraHelgeschalteten hydraulischen Dämpfungsteil, der gebildet ist aus einem durch die andere Endplatte der Stoßaufnahmevorrichtung abgeschlossenen, mit Hydraulikmittei gefüllten Zylinder, einem in dem Zylinder verschiebbaren Kolben mit einem Kolbenschaft, der an der an der Federeinheit anliegenden Endplatte befestigt ist, einem koaxial zu dem Kolben angeordneten, an der den Zylinder abschließenden Endplatte befestigten Drosselstift, der mit seinem freien Ende in eine als Sackbohrung ausgebildete zentrale Bohrung des Kolbens unter Freilassen eines Drosselquerschnittes ragt, wobei der Drosselquerschnitt einen Druckraum in dem Zylinder auf der dem Kolbenschaft abgewandlen Seite des Kolbens mit einem auf der anderen Seite des Kolbens durch den Raum zwischen dem Kolbenschaft und der Wandung des Zylinders gebildeten Verdrängungsraum verbindet, der durch Kanäle mit der zentralen Bohrung des Kolbens verbunden ist, und wobei der Druckraum und der Verdrängungsraum zusätzlich durch mindestens einen mit einem Rückschlagventil versehenen, als Durchbohrung des Kolbens ausgebildeten außermittigen Durchlaß des Kolbens verbindbar sind, ■>' dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise ein den Zylinder (8) umschließender, als Ausgleichs- bzw. Vorratsraum für das Hydraulikmittel dienender Ring/üum (10) vorgesehen ist, daß der Druckraum (A) in dem Zylinder (8) ⁴« mit dem Ringraum (10) unmittelbar durch mindestens zwei jeweils mit einem Rückschlagventil (12 bzw. 14) versehene Kanäle(M und 13) verbindbar ist. wobei das eine Rückschlagventil (12) zu dem Druckraum (a)und das andere Rückschlagventil (14) zu dem Ringraum (10) hin öffnet, und daß die den außermittigen Durchbohrungen (19) des Kolbens (7) zugeordneten Rückschlagventile (20) in an sich bekannter Weise zu dem Verdrängungsraum (B) hin öffnen.

2. Stoßaufnahmevorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Drosselstift (21) als Rohr mit radialen Drosselbohrungen (22) und einem in diesem verstellbaren Schieberglied (23) zum Steuern des Öffnungsquerschnitts der Drosselbohrungen (22) ausgebildet ist und daß das um seine Längsachse verdrehbare, massiv ausgebildete Schieberglicd (23) mit zwei gegenüberliegenden längsnutartigen Steuerausnehmungen versehen ist, die bis zum freien ^w Finde des Drosselstiftes (21 !durchlaufen.