DE2420516A1 - Daempfungsvorrichtung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE "

Dr. - Inc- HANS RUSCHKE £ H 4, U Ό I O

Dip!.-Inc- CLAF RUSCHKE
Dlpl.-lr.s- H/.NS E. RUSCHKE

8 M¹JKCHEN 80
Pienzenauerstraße 2

unser Zeichen M 5419 München, den 27.4· 1974

MMASCO MANHB¹ACO)TIRINg COMPANY, Burbank, Kalifornien/VStA

und
MINER ENTERPRISES, INC., Chicago, Illinois / 7.St.A.

"Dämpfungsvorrichtung"

Die vorliegende Erfindung bezieht sich.auf eine Kupplungsanordnung u.nd insbesondere auf eine Vorrichtung zur Pufferung von Stoß- und Zugkräften, die an Kupplungsvorrichtungen auftreten, wie sie zum Ankuppeln benachbarter Eisenbahnfahrzeuge verwandet v/erden. Die Puffervorrichtung umfaßt eine Dämpfungsvorrichtung, die in allen lallen verwendet werden kann, in denen die Verv/endung einer Dämpfungsvorrichtung zweckmäßig erscheint. Die erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung ist besonders zweckmäßig zur Dämpfung von an lahrzeug-Stoßstangen

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auftretenden Stoßkräften.

Wenn Eisenbahnwägen in Bahnhofsanlagen hin- und herbewegt werden, kann die Belastung durch die anfänglichen Kupplungskräfte sehr stark sein. Die anfängliche Stoßkraft beim Kupplungsvorgang wird zweckmäßigerweise gedämpft, sodaß die auf den Eisenbahnwagen ausgeübte Stoßkraft verringert wird. Ferner ist es zweckmäßig, während des normalen Fortziehens von Eisenbahnwaggons bei der Fahrt des Zuges auf den ochienen die Dämpfungsvorrichtung keine Hubbewegungen ausführen zu lassen, sodaß sie als im wesentlichen starre Verbindung wirkt. Hubartige Hin- und Herbewegungen während der normalen Bewegung von Eisenbahnfahrzeugen erhöhen die Abnützung der Dämpfungsvorrichtung, die deshalb bald ausgewechselt v/erden muß. Beim gegenwärtigen Stand der Technik ist keine Dämpfungsvorrichtung bekannt, in der dies gewährleistet ist.

Es ist an sich bekannt, Dämpfungsvorrichtungen in Fahrzeugen, wie beispielsweise Kraftfahrzeugen, zu verwenden, wobei die Dämpfungsvorrichtung zwischen der Stoßstange des Fahrzeugs und dem Fahrzeug selbst angeordnet wird. Wenn geringe Stoßbelastungen, wie sie etwa einer Geschwindigkeit von 8 Stundenkilometern entsprechen, durch Zusammenstöße auftreten, kann die Dämpfungsvorrichtung die Stoßenergie absorbieren, sodaß infolge einer verringerten Kraftübertragung an das Fahr-

zeug dasselbe nicht beschädigt wird.

Bekannte Dämpfungsvorrichtungen sind so. konstruiert, daß

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die Dämpfungskraft stetig ansteigt entsprechend der an die Dämpfungsvorrichtung übertragenen Aufprallgeschwindigkeit. Die Dämpfungskraft nimmt mit zunehmender Geschwindigkeit zu. Doch ist keine Dämpfungsvorrichtung bekannt, in der eine im wesentlichen konstante Belastungskraft unabhängig von der Stoßgeschwindigkeit übertragen wird. In bekannten Dämpfungsvorrichtungen steigt die Belastung proportional der Stoßg'eschwindigkeit. Dämpfungsvorrichtungen dieser Art sind besonders geeignet, um die an den Stoßstangen von Fahrzeugen auftretenden Stoßkräfte abzufangen. Mit der Dämpfungsvorrichtung zusammenwirkende Fahrzeug-Stoßstangen können so konstruiert werden, daß sie eine Belastung absorbieren, bzw. übertragen, bis zu einer Fahrzeuggeschwindigkeit von etwa 16 Stundenkilometer. Beim Überschreiten dieser Geschwindigkeit wird bei einem Aufprall ein Auslaßventil in der Dämpfungsvorrichtung betätigt, durch das bewirkt wird, daß die an das Fahrzeug übertragene Stoßkraft nicht den Wert überschreitet, der der Fahrzeuggeschwindigkeit von 16 Stundenkilometern entspricht. Die der erhöhten Geschwindigkeit entsprechende Energie muß jedoch immer noch von der Dämpfungsvorrichtung absorbiert werden. Das bedeutet, daß wenn das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von 25 Stundenkilometern auf ein festes Objekt auftrifft, die ins Innere des Fahrzeugs und damit an die im Fahrzeug befindlichen Personen übertragene Stoßbelactung im wesentlichen gleich der ist, die bei einer Geschwin-

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digkeit von 16 Stundenkilometern in einem nicht mit der Vorrichtung versehenen Fahrzeug auftritt.

Wenn das Fahrzeug im Falle bekannter Dämpfungsvorrichtungen zu starke Stoßbelastungen "erfährt, versagt die Dämpfungsvorrichtung. Dieses Versagen hat zur Folge, daß die Stoßkraft überhaupt nicht von der Dämpfungsvorrichtung absorbiert wird, und die gesamte Stoßenergie wird direkt an das Fahrzeug übertragen. Die erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung ist so konstruiert, daß beim Auftreten von zerstörenden Stoßkräften die Dämpfungsvorrichtung immer noch einen Teil der Stoßenergie aufnimmt, wodurch der an das Fahrzeug übertragene Anteil der Stoßenergie verringert wird.

Hauptziel der erfindungsgemäßen Puffervorrichtung ist es, eine vereinfachte Konstruktion einer in bekannter Weise funktionierenden Streckverbindungsvorrichtung zu ergeben, in der der Rumpfabschnitt oder das Gehäuse die Aufgabe haben, die innenseitig angebrachte, federgedämpfte Einheit bei stoßartigen Überlastungen zu entlasten, die ohne dieser Schutzvorrichtung die federgedämpfte Einheit zerstören können.

Die erfindungsgemäße Puffervorrichtung hat ferner zum Ziel, ein einfaches Gehäuse mit einer in Gehäuselängsrichtung verlaufenden Öffnung zur Aufnahme von federgedämpften Einheiten und eine federgedämpfte Einheit für das Gehäuse selbst zu ergeben, das leicht herzustellen und auszuwechseln ist, falls durch den Einbau eines anderen Gehäuses die Belastbar-

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keit der Streckverbindung erhöht oder verringert werden soll. Dazu sind dann nur die federgedämpften Einheiten innerhalb des Gehäuses auszuwechseln.

Aufgabe der erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung ist es, die Übertragung von Belastungsspitzen durch die Dämpfungsvorrichtung an eine bewegliche Struktur, beispielsweise ein Fahrzeug, zu verhindern. In der erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung wird ein Kolbenkopf mit einem festen und einem verschiebbaren'Abschnitt verwendet. Der ortsfeste Abschnitt · ist ringförmig ausgebildet und in einem geringen Abstand von der Wandung einer ein Dämpfungsmittel enthaltenden Kammer angebracht. Diese Kammer ist in einem Zylinder untergebracht. Das Dämpfungsmittel kann durch die zwischen Kammerwandung und festem Abschnitt gebildete Lücke an beide Seiten des Kolbenkopfs gelangen. Wenn die Belastung nicht einen bestimmten Wert überschreitet, ist der verschiebbare Abschnitt neben dem ortsfesten Abschnitt gelegen, sodaß der Zwischenraum geschlossen ist und kein Dämpfungsmittel durch ihn übertragen werden kann. Sobald die Belastung einen bestimmten Wert überschreitet, ergibt sich durch Verschiebung des verschiebbaren Abschnitts ein Zwischenraum am ortsfesten Abschnitt, wobei in begrenztem Maß Dämpfungsmittel durch diesen Zwischenraum fließen kann. -. ·

Figur 1 ist ein teilweiser horizontaler Querschnitt duroh eine Ausführungsform einer Streckkupplung, in der die ErfIn-

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dungsprinzipien verwendet werden.

Figur 2 ist ein längs der in Figur 1 mit 2-2 bezeichneten Linie genommener·Querschnitt und zeigt die erfindungsgemäße Dämpfüngsvorr ichtung·

Figur 3 ist ein Querschnitt des Korbenkopfs und zeigt den verschiebbaren Abschnitt, der den Zwischenraum zwischen dem ortsfesten Abschnitt und der Kammerwandung schließt.

Figur 4 ist eine Figur 3 ähnelnde Ansicht, zeigt aber den ortsfesten Teil in der anfänglich verkippten Stellung.

Figur 5 ist eine Figur 4 ähnelnde Ansicht, zeigt jedoch den ortsfesten Abschnitt abgekippt, um Dämpfungsmittel durch den Zwischenraum zwischen dem ortsfesten Abschnitt und der Kammerwandung durchzulassen.

Figur 6 ist ein Querschnitt längs der in Figur 2 mit 6-6 bezeichneten Linie.

Figur 7 ist ein Querschnitt längs der in Figur 2 mit 7-7 bezeichneten Linie.·

Figur 8 ist eine Figur 3 ähnelnde Ansicht, zeigt jedoch einen abgeänderten Kolbenkopf·

Figur 9 ist eine Figur 5 ähnelnde Ansicht, zeigt jedoch ebenfalls die abgeänderte Form des Kolbenkopfs.

Pigur 10 ist ein Querschnitt der Streckverbindung längs der in ligur 1 mit 10-10 bezeichneten Linie.

figur 11 iat schließlich, eine graphische Darstellung der Energieabsorption in der Dämpfungsvorrichtung mit und ohne

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erfindungsgemäßem Ventil.

Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Puffervorrichtung, die in dem dafür vorgesehenen Endabschnitt im mittleren Querbalken eines Eisenbahnwagens zusammen mit einer Vorrichtung zur Kraftübertragung montiert werden kann. Die Vorrichtung zur Kraftübertragung besteht aus einer an sich bekannten Kupplungs anordnung, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung darstellt. Falls eine Druck- oder eine Zugkraft auf den Eisenbahnwagen ausgeübt wird, überträgt die Kupplungsanordnung nur eine zusammendrückende Bewegung auf die Puffervorrichtung. Puffervorrichtung 20 besteht im wesentlichen aus einem zweckmäßigerweise als Gußstück ausgeführten äußeren Gehäuse 22, das eine innere zylindrische Kammer 24 umschließt. Kammer 24 hat ein verschlossenes Ende und ein offenes Ende, das Zugang zum Innern des Zylinders erlaubt. Ein rechtwinkliger Flansch 26 ist einstückig mit der geschlossenen Ehdwand des Gehäuses 22 ausgebildet. Flansch 26 erleichtert die Anbringung der Puffervorrichtung 20 in der für die Streckverbindung vorgesehenen Vertiefung am Eisenbahnwagen.

Gehäuse 22 ist länglich und hat zwei praktisch parallele Seitenwände sowie nach oben bzw. nach unten gekrümmte Wände. Zwei Führungsnasen 28, 30 erstrecken sich von den oberen und unteren Wänden des Gehäuses 22 nach außen. Führungsnasen 28, 30 erleichtern die Anbringung der Puffervorrichtung 20 in der am Wagen für die Streckverbindung vorgesehenen Vertiefung.

An der geschlossenen Endwandung des Gehäuses ist. in der

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zylindrischen Innenkammer 24 eine Abstandsplatte 32 aus Metall angebracht, die die durch Kolbenstange 34 übertragene Kraft zu verteilen hat. Kolbenstange 34 berührt normalerweise Abstandsplatte 32. In der Seitenwandung der Kammer 24 sind in Abständen zwei Pührungsringe und/oder Scheuerringe 36 angebracht, die eine Halterung für eine kartuschenartige Hülse 38 darstellen und eine Überschiebungsbewegung dieser Hülse in Bezug auf das Gehäuse 22 ermöglichen. Hülse 38 ist hohl und Kolbenstange 34 verläuft in ihr. Das äußere Ende der Hülse 38 ist an Plansch 40 befestigt, der als Anschlag wirkt und die Länge des Wegabschnitts begrenzt, über den sich Hülse 38 in Bezug auf das Gehäuse 22 bewegt. Plansch 40 kommt nämlich in Berührung mit einem Abschnitt des Gehäuses 22, der um das offene Ende der Kammer 24 gelegen ist. Plansch ist an eine Leitplatte 42 der Vorrichtung zur Kraftübertragung angeschlossen. Leitplatte 42 ist so ausgebildet, daß sie an einem bekannten vorderseitigen Mitnehmer angeschlossen werden kann, sodaß sich Hülse 38 entsprechend dem auf Leitplatte 42 ausgeübten Prallkräften bewegt. Hülse 38 kann sich ebenfalls entsprechend den über ein Joch oder ein Band 44 des Jochs übertragenen Zugkräften bewegen. Leitplatte 42 oder Joch 44 stellen damit Vorrichtungen zur Kraftübertragung dar.

Es folgt damit, daß exzentrische Belastung der dünnen Kolbenstange 34 vermieden wird durch die neuartige Anordnung der Puffervorrichtung 20 mit einer Kolbenstange 32, die in

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Hülse 38 dem inneren Ende der zylindrischen Kammer 24 im Gehäuse 22 gegenüberliegt, wobei die Hülsenflächen Führungsflächen der noch zu beschreibenden Federanordnung darstellen. Kolbenstange 34 kann damit beim Zusammendrücken bis zürn Fließpunkt belastet werden, ohne daß ein zusätzlicher Sicherheitsfaktor für das Abbiegen in Rechnung gestellt werden muß.

Innerhalb Hülse 38 ist eine Kammer 46 für das Dämpfungsmittel- gelegen. Kammer 46 ist am Verbindungspunkt der Hülse 38 mit Flansch 40 geschlossen und am gegenüberliegenden Ende offen. Auf Hülse 38 ist eine Beilagscheibe 48 aufgesetzt, die mit dem offenen Ende der· Kammer 46 in Berührung steht. Beilagscheibe 48 wird soweit in Hülse 38 eingeschraubt, daß eine Anfangskraft auf das in Kammer 46 untergebrachte Dämpfungsmittel ausgeübt wird. Diese Anfangsbelastung des Dämpfungsmittels wird weiter unten noch erläutert.

Zweckmäßigerweise wird ein verdichtbarer Feststoff als Dämpfungsmittel in Kammer 46 verwendet. Verschiedene verdichtbare Feststoffe können verwendet werden, so beispielsweise Silikonkautschuke oder andere Feststoffe auf Silikon-Basis,' Naturgummi-Verbindungen oder synthetische Kautschuke, oder metallisches Natrium, Kalium, Zäsium oder Lithium. Die Silikonkautschuke werden aus Dimethyl-Polysiloxanen hergestellt, in die verschiedene Vulkanisationsmittel eingearbeitet sind, um die gewünschte Härte und damit verschiedene Scherfestigkeiten zu erzielen. Der Handelsname "Silastic" wird für Silikonkautschuke der Firma Dow Corning verwendet, die mit sehr

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verscliiedenartigen Scherfestigkeiten und Zusammendrückbarkeiten geliefert werden. .

Pur die Erfindungsziele geeignete Feststoffe sind dadurch gekennzeichnet, daß sie ihre Abmessungen bei einer 1 G entsprechenden Zugbelastung nicht verändern. Ein verdichtbarer Feststoff kann definiert werden als Material, das beim Anlegen eines Drucks eine beträchtliche Volmnenverkleinerung erfährt. Es handelt sich dabei um einen elastischen Vorgang, der sich aus der Verringerung des Abstands zwischen den Molekülen des Materials ergibt. Sobald der Druck nicht mehr auf das Material ausgeübt wird, werden die Abstände zwischen den Molekülen durch elastische, intermolekulare Kräfte auf ihre ursprünglichen Werte gebracht. Natürlich muß jeder verdichtbare Feststoff eine Volumenänderung durchmachen können. Jede Substanz ist bis zu einem gewissen Grad verdichtbar. Ferner wird vorausgesetzt, daß die verwendeten Feststoffe plastisch fließen, sobald ein ausreichend hoher Druck auf sie ausgeübt wird. Plastisches Fließen eines verdichtbaren Feststoffs bedeutet im folgenden das Fließen, das sich ergibt, wenn auf den Feststoff ein ausreichend hoher Druck ausgeübt wird, sodaß eine dauerhafte Veränderung der zwischen den Molekülen bestehenden Verhältnisse, eintritt, ähnlich den Änderungen, die zum Durchgang einer Flüssigkeit durch eine Öffnung führen. Beispielsweise kann ein ausreichender Druck örtlich in einem ■Feststoff an einer Stelle in der Nähe einer Öffnung erzeugt werden, sodaß der Feststoff plastisch durch die Öffnung flieJ3t,

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wobei sich, eine dauerhafte Veränderung der Verhältnisse zwischen den Peststoffmolekülen während des plastischen Fließens ergibt. Der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendete Feststoff kann in der oben definierten Weise sowohl plastisch fließen als auch verdichtet "werden. Bei einem gegebenen !Druck bleibt das Volumen des verdichtbaren Feststoffs konstant, unabhängig vom plastischen Fließen des Materials während des Dämpfungsvorgangs, bei dem eine Neuausrichtung der einzelnen Moleküle stattfindet. Ferner bedeutet die für den verdichtbaren Feststoff charakteristische Beziehung zwischen Druck und Volumen eine Federkraft, die den Kolben in die Stellung des ausgedehnten Zustands zurücktreibt.

Zum Kolben 34 gehört ein Kolbenkopf 50, der aus einer Kolbenmutter 52, einem verschiebbaren Abschnitt 54 und einem ortsfesten Abschnitt 56 besteht. Kolbenstange 34 ist mit einem G-ewinde versehen, auf das Mutter 52 aufgeschraubt werden kann. Diese Mutter wird nach dem Aufschrauben durch Stift 53 auf der Kolbenstange 34 festgestellt. Aufgabe der Mutter 52 ist es, einen Anschlag für den beweglichen Abschnitt 54 zu schaffen, der sich zwischen Mutter 52 und festem Abschnitt 56 bewegen kann.

Ortsfester Abschnitt 56 hat Scheibenform und paßt sich an die normalerweise zylindrische Kammer 46 an. Doch steht die Außenseite des ortsfesten Abschnitts 56 von der Wandung

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der Kammer 46 ab, sodaß sich ein ringförmiger Zwischenraum 60 ergibt. Ortsfester Abschnitt 56 ist fest mit Kolbenstange 34 an deren in Radialrichtung innersten Kante verbunden. An der in Radialrichtung innenseitig gelegenen Kante des ortsfesten Abschnitts 56 ist ein achsialer Fortsatz 62 mit zylindrischer Außenoberfläche angebracht.

Der verschiebbare Abschnitt 54 erstreckt sich um achsialen Fortsatz 62, an dem er verschiebbar anliegt. Eine Dichtung ist an der Peripherie des verschiebbaren Abschnitts 54 angebracht. Dichtung 64 besteht normalerweise aus einem elastisch deformierbaren Material und ist als flussigkeitsdichte Verbindung zwischen verschiebbarem Abschnitt 54 und der Hülse 38 ausgebildet.

Das nicht dargestellte Dämpfungsmittel ist mit der Vorderseite 66 des ortsfesten Abschnitts 56 ständig in Berührung. Verschiebbarer Abschnitt 54 umfaßt mehrere in Abständen voneinander angebrachte Öffnungen 68, durch die das Dämpfungsmittel durchtreten kann.

An der !Unterseite des verschiebbaren Abschnitts 54 ist eine ringförmige Rille 70 angebracht, die mit jeder der Öffnungen 68 in Verbindung steht. Eine radiale Außenwand 72 sowie eine radiale Innenwand 74 bilden die Seiten der Rille 70. Außenwand 72 hat eine größere Höhe als Innenwand 74. Wenn verschiebbarer Abschnitt 54 in der in Figur 3 dargestellten Lage ist, berührt Außenwand 72 ortsfesten Abschnitt 56, doch steht Innenwand 74 etwas davon ab. Diese Stellung

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ist von Bedeutung, wie weiter unten noch im einzelnen ausgeführt.

In Kammer 46 liegt ein Lager 76 an Beilagscheibe 48 an. Zum Lager 76 gehört eine statische Dichtungsanordnung 78, die mit der Wandung der Kammer 46 in Berührung kommen kann. Die innere Oberfläche des Lagers 76 kann an Kolbenstange 34 gleiten. In Lager 76 ist eine ringförmige Vertiefung 80 angebracht, in der ein das Herausziehen verhindernder Ring 82 eingelegt ist. Neben Ring 82 ist .eine Stangendichtung 84 · angebracht, die normalerweise aus einem Kunststoff mit geringer Reibung, wie beispielsweise Teflon, besteht. Eine Muffe 86 muß an Dichtung 84 anliegen, wobei der Hauptteil der Muffe 86 innerhalb Vertiefung 80 liegt.

In Lager 76 ist ferner eine innere 3?ederkammer 88 angebracht, in der eine Federanordnung 90 untergebracht ist. Federanordnung 90 muß mit Muffe 86 und mit Halteplatte 82 in Berührung stehen. Halteplatte 92 liegt zunächst am Ansatz 94 der Kolbenstange 34 an und ist fest mit der kartuschenartigen Hülse 38 verbunden.

Zweckmäßigerweise wird eine bestimmte Vorbelastung in der erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung erzeugt. Diese Vorbelastung soll normalerweise einem Druck von etwa 500-700 kg/cm auf die Dämpfungsvorrichtung entsprechen. Dieser Belastungswert ist durch den Punkt B der Figur 10 angedeutet. Die Vorbelastung ist notwendig zur Erzielung der Kolbenrück-

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kehr in die anfängliche Lage nach, einer Dämpfungsbewegung.

lach dem Einfüllen des Dämpfungsmitteis in Kammer 46 und dem Einsetzen des Kolbenkopfs 50 sowie der Halteplatte 92 werden Federanordnung 90 und Lager 76 mit Muffe 86, Dichtung 84 und Ring 62 in ihre Stellung gebracht. Lager 76 wird dann in Achsrichtung mit Hilfe einer Presse verschoben. Darauf wird mit einem nicht dargestellten Werkzeug die Mutter gegen Hülse 38 verschraubt. Durch das Anziehen der Schraube wird Lager 76 in der vorbelasteten Stellung festgehalten. Eine achsiale Verschiebung des Lagers 76 führt dazu, daß dann Ring 82, Dichtung 84 und Muffe 86 Federanordnung 90 gegen Halteplatte 92 und Ansatz 94 drücken. Die Federkraft führt zu einer Zusammendrückung der Dichtung 84 und bringt sie mit Kolbenstange 34 in Berührung. Dadurch wird ein Auslaufen des Dämpfungsmittels aus Kammer 46 verhindert, das längs der Oberfläche der Kolbenstange 34 herausgedrückt werden könnte.

Das Ausmaß der achsialen Verschiebung des Lagers 76 bestimmt die Länge der Kolbenstange 34 in Kammer 46, die vor dem Einschieben des Lagers 76 und dem Anziehen der Mutter mit dem verdichtbaren Feststoff gefüllt werden muß_e Beim Verschieben des Lagers 76 v/ird die verdichtbare Feststoffmasse innerhalb Kammer 46 zusammengedrückt. Normalerweise werden Lager 76 verschoben und Beilagscheibe 48 angezogen^ bis die Vorbelastung bzw. der Druck des verdichtbaren Feststoffs in

ο
Kammer 46 Werte von 550-700 kg/cm erreicht« Ohne diese

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Vorbelastung kehren der Kolbenkopf und Kolbenstange 34 nach dem Dämpfungsvorgang nicht in ihre Anfangsstellung zurück.

Innerhalb Halteplatte 92 sind mehrere Öffnungen 96 vorgesehen, die Abflußwege für 'das Dämpfungsmittel und dessen Eintritt in Federkammer· 88 darstellen. Wenn der Druck in Kammer 46 zunimmt, läuft das Dämpfungsmittel in Kammer 38 und übt damit einen Druck auf Muffe 86 aus, wodurch Stangendichtung 84 weiter zusammengedrückt wird. Die zusätzliche Zusainmendrückung der Stangendichtung 84 ist beim Druckanstieg in Kammer 46 erwünscht, da damit die Dichtungswirkung verbessert wird.

Die erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung arbeitet in der folgenden Weise. Angenommen werde, daß die Dämpfungsvorrichtung zunächst in der in Figuren 1 und 2 dargestellten Ruhestellung ist. Wenn eine Druckkraft an Gleitplatte 42 übertragen wird, bewegt sich Hülse 33" in Kammer 24 nach innen. Gehäuse 22 muß festgehalten werden. Es bewegt sich dann Kolbenkopf 50 in Kammer 46 in Längsrichtung derselben. Wenn Kolbenstange 34 sich weiter nach innen in Kammer 46 verschiebt, wird ein Teil des Volumens der Kammer 46 von Kolbenstange 34 ausgefüllt. Dadurch wird das Dämpfungsmittel komprimiert. Es wurde festgestellt, daß ein Innend^ck von 550-700 kg/cm² auf etwa 2800 kg/cm² erhöht wird, wenn Kolbenstange 34 ganz in Kammer 46 eingeschoben ist.

Wenn Kolbenstange 34 sich in Kammer 46 zu bewegen beginnt, bewegt sich der verschiebbare Abschnitt 54 von seiner

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Stellung an Mutter 52 gegen den ortsfesten Abschnitt 56. In dieser, in Figur 3 dargestellten Stellung ist Zwischenraum 60 geschlossen und das Dämpfungsmittel kann damit nicht von einer Seite des Kolbenkopfs durch Zwischenraum 60 zur anderen Seite geleitet werden. Diese in Figur 3 dargestellte Stellung wird beibehalten, bis der Druck in Kammer 46 einen bestimmten Wert erreicht. Wenn der Druck einen bestimmten Wert erreicht hat, verbiegt der vom Dämpfungsmittel ausgeübte Druck den ortsfesten Abschnitt 56 in Achsrichtung in der in Figur 4 dargestellten Weise, wobei Innenwand 74 gegen ortsfesten Abschnitt 56 gedruckt wird. Bei diesem Abbiegen wird Außenwand 72 vom ortsfesten Abschnitt 56 weggedrückt, wodurch Zwischenraum 60 geöffnet wird, sodaß Dämpfungsmittel von Kammer 46 durch Öffnungen 63 und durch Rille 70 über Zwischenraum 60 an die andere Seite des Kolbenkopfs 50 gelangen kann. Die Stellung der Außenwand 72 in Bezug auf ortsfesten Abschnitt 56 begrenzt den Fluß des Dämpfungsmittels, sodaß eine beachtliche Energieabsorption beim Durchgang des Dämpfungsmittels durch Zwischenraum 60 stattfindet. Bei weiterem Druckanstieg wird der ortsfeste Abschnitt 56 weiter abgebogen, sodaß der Zwischenraum zwischen Wandung 72 und ortsfesten Abschnitt 56 vergrößert wird. Solange der Druck nicht zu groß ist,'wird ortsfester Abschnitt 56 nur leicht abgebogen. Das bedeutet, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung als Überdruckventil wirkt und eine Druckabnahme in Kammer 46 ergibt. Die Druckabnahme hat

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zur Folge, daß axe Dämpfungsvorrichtung nicht versagt. Eine Eigensteuerung des Abbiegens des Abschnitts 56 kommt dadurch zustande, daß die Abbiegung automatisch so weit geht, daß die maximale Energieabsorption beim Durchgang des Dämpfungsmittels durch Zwischenraum -60 auftritt.

Infolge des durch das volle Einschieben der Kolbenstange 34 erzeugten Innendrucks und der anfänglichen Vorbelastung bewegt sich Kolbenstange 34 nach der dämpfenden Hubbewegung in ihre Anfangsstellung zurück. Der Innendruck im verdichtbaren Feststoff übt eine Kraft auf Kolbenkopf 50 aus, der sich entgegen der Richtung der Dämpfungsbewegung zu bewegen sucht. Dabei v/erden Kolbenstange 34 und ortsfester Abschnitt 56 vom beweglichen Abschnitt 54 wegbewegt, bis der bewegliche Abschnitt Kolbenmutter 52 berührt und von da an sich weiter. mit' Kolbenstange 34 verschiebt. Wenn beweglicher Abschnitt 54 Kolbenmutter 52 berührt, wird ein Raum für den I¹IuB des verdichtbaren Feststoffs um ortsfesten Abschnitt 56, durch ringförmigen Zwischenraum 60 und durch Öffnungen 68 in Kammer 46 geschaffen. Das Fließen des verdichtbaren Feststoffs hält an, bis Kolbenstange 34 völlig zurückgezogen ■worden ist. Die Vorbelastung wird so eingestellt, daß stets eine ausreichende Kraft zum Zurückbewegen der Kolbenstange 34 in die Anfangsstellung vorhanden ist, d.h. die der Vorbelastung entsprechende Kraft kann die Reibungsverluste bei der Bewegung der Kolbenstange in die Anfangsstellung überwinden.

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Wenn der Erfindungsgegenstand als Jtreckverbindung benutzt wird, ergibt sich während der normalen Zugbewegungen an Eisenbahnwagen keine merkliche Verschiebung der Kolbenstange 34, und die erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung stellt im wesentlichen eine .starre Verbindung dar. Dies bedeutet, daß kein Verschleiß an Kolbenkopf 50 und Zylinderhülse 3'<i auftritt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hält damit bedeutend langer als bekannte Dämpfungsvorrichtungen in Streckverbindungen und es ist zu erv/arten, daß mehrere Jahre vergehen, bis die erfindungsgemäße Vorrichtung ersetzt oder repariert werden muß.

Wenn eine anormal starke Stoßkraft von einem Eisenbahnwagen an den nächsten durch eine Streckverbindung mit der erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung übertragen wird, wird ortsfester Abschnitt 56 in die in Figur 4 dargestellte Stellung abgebogen. Das Abbiegen erlaubt einen begrenzten Durchfluß des Dämpfungsmittels durch Zwischenraum 60, wobei die Energie der Stoßkraft absorbiert wird. Die Energie, bei der das Abbiegen des ortsfesten Abschnitts 56 stattfindet, hängt von der Dicke dieses Abschnitts und der Größe der Oberfläche der dem Dämpfungsmittel ausgesetzten Vorderseite 66 ab. Sobald die Energie unter den vorbestimmten Wert absinkt, nimmt Abschnitt 56 die normale, in Pigur 3 dargestellte Ruhestellung ein. Kolbenstange 34 bewegt sich dann in den Anfangszustand oder die Anfangsstellung'zurück,

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da auf die Kolbenstange die im Dämpfungsmittel herrschende verdichtende Kraft sowie die der Vorbelastung entsprechende Druckkraft wirken. Kolbenstange 34 bewegt sich dabei in dar oben beschriebenen W.eise in die Anfangsstellung zurück. Figuren 7 und G zeigen eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung, wobei gleiche Bez.ugsnuiaTiiern zur Kennzeichnung gleicher Teile verwendet werden, die nicht nochmals im einzelnen beschrieben werden brauchen. Die in Figuren 7 und O dargestellte Ausfuhrungsform ist insbesondere gekennzeichnet durch mehrere Öffnungen 93 im ortsfesten Abschnitt 56'. Diese öffnungen ergeben einen bestimmten Druckabfall im Dämpfungsmittel. In Bezug auf die Verwendung der Dämpfungsvorrichtung an der Stoßstange eines Fahrzeugs bedeutet dies, daß ortsfester Abschnitt 56 sich zweckmäßigerweise nur verbiegen darf, wenn eine Kraft auftritt, die einer Auftreffgeschwindigkeit des Fahrzeugs von mehr als 12 otundenkilometer entspricht. Diese Situation wird durch Punkt A in Figur 10 dargestellt. Bis zum Punkt A ergibt sich der Dämpfungseffekt'aus dem Durchtritt des Dämpfungsmittels durch öffnungen 3ö. Bei Punkt A beginnt das Verbiegen des ortsfesten Abschnitts 56', wodurch sich ein zusätzlicher V/eg des Dämpfungsmediums durch Zwischenraum 60' ergibt. Wie aus den Kennlinien der Energiedämpfung in Figur 10 ersichtlich, bleibt nach dem Abbiegen des ortsfesten Teils 56' die Belastung praktisch konstant, doch ist der Hubweg vergrößert. Aus Figur 10 ist ersichtlich, daß die Belastung nur geringfügig

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ansteigt, wie sie dem Übergang von einer Auftreffgeschwindigkeit von 16 Stundenkilometern zu einer solchen von 24 Stundenkilometern entspricht. Die gestrichelt in Figur 10 eingetragenen Kurven beziehen sich auf 16 bzw, 24- Stundenkilometer und stellen die Energieabsorption dar, die auftritt, wenn nur Öffnungen 98 ohne ortsfesten Abschnitt 56' verwendet werden. Wie aus den gestrichelten Kurven der Figur 10 ersichtlich, steigt dabei die Belastung in jedem lall beträchtlich an.

Die mit ausgesogenen Linien dargestellten Kurven in Figur 10 beziehen sich sowohl auf die in Figuren 1-6 und 9 dargestellte Aueführungsform als auch auf die Ausführungsform der Figuren 7 und 8. Im Falle der in Figuren 7 und 8 dargestellten Ausführungsform ist die durch Punkt A dargestellte Belastung, bei der die Verbiegung des ortsfesten Abschnitts 56' beginnt, höher als die zum Verkippen des Abschnitts 56 führende, da die öffnungen 98 angebracht wurden. Eine gewisse Belastung kann im Rahmen eines normalen Dämpfungsvorgangs durch Öffnungen 98 absorbiert werden, ehe Abschnitt 56' umgebogen wird. Ortsfester Abschnitt 56' soll nur in einer G-efahrensituation verkippt werden. Das bedeutet, daß wenn die Belastung ein Ausmaß erreicht, bei dem Personen im Fahrzeug mit großer Wahrscheinlichkeit verletzt werden, das Verbiegen des Abschnitts 56' stattfinden soll, um die Belastung konstant zu halten und ihren weiteren

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Anstieg im wesentlichen zu verhindern.

Punkt A der Figur 10 entspricht der Belastung, die bei einer Auftreffgeschwindigkeit des Fahrzeugs von 12,8 Stundenkilometern auftritt ( bezieht sich nur auf Figuren 7 und o). Die Auftreffgeschwindigkeit, bei der im Falle von Eisenbahnwagen Abschnitt 56 verkippt wird, ist bedeutend geringer als 12,8 Stundenkilometer und beträgt beispielsweise- 3 Stundenkilometer. Doch gilt die durch die ausgesogenen Kurven der Figur 10 dargestellte grundsätzliche Beziehung für beide Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Nach vollständiger Absorption der Energie wird Kolbenstange 34 in ihre Anfangsstellung zurückgeschoben, wie dies durch die der gespeicherten Energie entsprechende Federkurve 100 der Figur 10 angedeutet ist.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   1 J Dämpfungsvorriclitung, gekennzeichnet durch, einen Zylinder mit einer länglichen Innenkammer (24·), die an einem Ende offen und am anderen Ende geschlossen ist; eine sich in der Kammer (24) bewegende, in Bezug auf dieselbe verschiebbare Kolbenstange (34); einen mit der Kolbenstange verbundenen"Kolbenkopf (50) mit einem ersten, seitlich von ihm im Abstand von der Kammerwand verlaufenden Abschnitt (54), durch den ein Zwischenraum (60) zwischen Kolbenkopf und Kammerwand geschaffen wird; ein in der Kammer zwischen dem Kolbenkopf (50) und dem geschlossenen Ende befindliches Dämpfungsmittel % einen zweiten, auf den Kolbenko"pf (50) montierten Abschnitt (56), der mit dem ersten Abschnitt und der Kammerwandung in Berührung kommen kann und Vorrichtungen umfaßt, die ein Verbiegen in Bezug auf den ersten Abschnitt (54) erlauben, wobei beim Erreichen einer bestimmten Belastung eine Dämpfung erzielt wird infolge des Durchtritts des Dämpfungsmittels durch den Zwischenraum am ersten Abschnitt (54).

   2. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (54) sowie der Zwischenraum (60) ringförmig sind.

   5. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmittel aus einem verdichtbaren

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   Feststoff besteht.

   4. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (54) einen achsialen !Fortsatz (62) umfaßt, auf dem der zweite Abschnitt (56) montiert ist, sodaß der zweite Abschnitt beim Verbiegen direkt gegen den ersten Abschnitt gedrückt wird.

   5. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt auf dem achsialen Portsatz (62) verschiebbar zwischen einer Dämpfungsstellung und einer Rückkehrsteilung angebracht ist, wobei bei der Berührung des ersten Abschnitts durch den zweiten Abschnitt (56) der Zwischenraum (60) geschlossen wird, um den Durchgang des Dämpfungsmittels zu verhindern, während in der Rückkehrstellung das Dämpfungsmittel leicht durch den Zv/ischenraum geht.

   6. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (56) ringförmig ist und mehrere in Abständen angebrachte Öffnungen (63) aufweist, die 2ur LSin- bzw. Ausleitung des Dämpfungsmittels in bzw. aus der Kammer (46) dienen.

   7. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (56) an der dem ersten Abschnitt (54) zugewandten Seite mit einer mit den üffnungn (6o) in Verbindung stehenden Rille (70) versehen ist; daß ferner eine radiale Innenwand (74) und eine radiale Außenv/and (72) am zweiten Abschnitt (56) zu beiden Seiten der Rille

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   (70) vorgesehen sind, wobei die radiale Innenwand in normaler Berührung mit dem ersten Abschnitt (54) steht, während die radiale Außenwand leicht vom ersten Abschnitt absteht, sodaß beim Erreichen einer gewissen Kraft im Dämpfungsmittel der erste Abschnitt abgebogen wird und die radiale Außenwand mit dem ersten Abschnitt (56) in Berührung gelangt, während die radiale Innenwand vom ersten Abschnitt weggeschoben wird, wodurch der Durchtritt des Dämpfungsmittels durch den Zwischenraum ermöglicht wird.

   8. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt Öffnungen enthält, bei denen durch Änderung der Größe der Öffnungen die zum Abbiegen des ersten Abschnitts, benötigte Kraft eingestellt wird.

   9. Puffervorrichtung, besonders zum Dämpfen von Zug- und Stoßkräften an den Kupplungsteilen benachbarter Eisenbahnwagen, gekennzeichnet durch ein längliches Gehäuse (22) mit einer geschlossenen Endwand und einer in Achsrichtung von der geschlossenen Endwand verlaufenden Öffnung; eine gedämpfte, in der Öffnung angebrachte Federeinheit mit einem länglichen Gehäuse, das in die Öffnung paßt und in ihr gleiten kann, wobei die gedämpfte Federeinheit eine im länglichen Gehäuse gebildete Kammer (24-) umfaßt; einen Kolben und eine in Achsrichtung in der Kammer verlaufende Kolbenstange, deren Ende vom inneren Ende des Gehäuses auf die geschlossene Endwand hin verläuft; eine in der Klammer befindliche Pederdäm.fungs-

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   vorrichtung, die Feder- und Dämpfungskräfte zwiechen dem länglichen Gehäuse und dem Kolben in beiden Achsrichtungen ergibt; und Vorrichtungen zur Kraftübertragung,· mit denen Zug- und Stoßkräfte getrennt an die gedämpfte Federeinheit angelegt werden können.

   10. Puffervorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben eine in Achsrichtung verlaufende Öffnung hat, und daß die gedämpfte Federvorrichtung einen verdichtbaren-Feststoff umfasst, der die Kammer füllt und eine Dämpfungs- bzw. Federkraft .zwischen dem länglichen Gehäuse und dem Kolben erzeugt.

   11. Puffervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Kraftübertragung einen vorderseitigen Mitnehmer umfaßt, der mit der äußeren End- . fläche des länglichen Gehäuses der gedämpften Federeinheit im Eingriff steht.

   12. Puffervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Kraftübertragung ein um die Pufferänordnung gelegtes Joch umfaßt, das mit der Hinterwand des Gehäuses in Eingriff steht.

   13. Puffervorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen im Gehäuse zylindrisch s^.nd, daß zwei Führungsringe vorgesehen sind, und daß. der Durchmesser des länglichen zylindrischen Gehäuses etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der Führungsringe.

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   14. Puffervorrichtung nach Anspruch .9, gekennzeichnet durch eine achsiale Öffnung im Kolben; einen als Federdämpfungsvorrichtung verwendeten, verdichtbaren Peststoff, der in der Kammer untergebracht ist und Dämpfungs- und Federkräfte zwischen dem länglichen Gehäuse und dem Kolben ergibt; einen als Kraftübertragungsvorrichtung dienenden, vorderseitigen Mitnehmer, der mit der äußeren Endfläche des länglichen Gehäuses der gedämpften Federeinheit in Eingriff steht; ein um die Anordnung gelegtes Joch, das mit der Hinterwand des Gehäuses in Eingriff steht; eine zylindrische Öffnung im Gehäuse, die mit zwei Führungsringen versehen ist; und einen Durchmesser des länglichen, zylindrischen Gehäuses, der etwas geringer ist als der Innendurchmesser der Führungsringe.

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