#Die Hydraulik fördert zuerst Impuls vom rechten in den linken Wagen. Die Stangen werden auf Zug belastet,weil der Impuls gegen die Bezugsrichtung fliesst. Beim Aufprall strömt der Impuls durch die Puffer vom linken in den rechten Wagen zurück.SobalddieWagenstillstehen, sind die Puffer voll eingefahren. Beim Ausfahren der Puffer wird - vor allem durch die Wirkung der Ringfeder - zusätzlich Impuls vorwärts,alsovonlinksnachrechts gepumpt. Deshalb fahrendie Wagen zurück. Am Schluss werden die Wagen von der Hydraulik abgebremst. Dabei fliesst nochmals Impuls von rechts nach links durch die Zugstangen der Hydraulik.
Die Startschnelligkeiten stehen im umgekehrten Verhältnis ihrer Massen zueinander, also betragen die Geschwindigkeiten 3.583 m/s * 40 t / ( 45 t + 40 t) = 1.69 m/s für den linken schweren Wagen (45 t) und -1.90 m/s für den anderen (40 t).
[[Bild:Puffer_Pruefstand_FB.png|thumb|Flüssigkeitsbild der beiden Methoden]]
#Bei der Schwab-Methode bleibt der Massenmittelpunkt des Gesamtsystems immer in Ruhe. Die Hydraulik muss nur soviel Energie aufwenden, wie die Puffer im Idealfall aufnehmen. Lässt man dagegen nur einen Wagen gegen einen ruhenden rollen, ist die kinetische Energie des Hammerwagens anfänglich grösser als die von den Puffern aufzunehmende Energie, wie aus dem [[Flüssigkeitsbild]] klar hervorgeht.
#Beim Zusammenziehen wird der rechte Wagen nach links gezogen. Dadurch wird sein Impuls negativ. Beim linken Wagen ist es umgekehrt. Die Hydraulik fördert also zuerst Impuls vom rechten in den linken Wagen. Die Stangen werden auf Zug belastet und der Impuls fliesst gegen die Bezugsrichtung. Beim Aufprall findet der Impulsaustausch umgekehrt statt. Der Impuls strömt durch die Puffer vom linken in den rechten Wagen zurück, also vorwärts. In dem Moment, wo die Puffer voll eingefahren sind, stehen die Wagen still. Beim Ausfahren der Puffer wird - vor allem durch die Wirkung der Ringfeder - weiter Impuls vom linken in den rechten Wagen, also vorwärts gepumpt. Deshalb fährt der schwere Wagen nach dem Auflaufstoss zurück und der leichte vorwärts, also nach rechts. Am Schluss werden die Wagen von der Hydraulik abgebremst. Dabei fliesst wie zu Beginn Impuls von rechts nach links durch die Zugstangen der Hydraulik.
#Die Stärke des durch die Puffer fliessendenImpulsstromes erreicht eine Stärke von knapp 1000 kN. Folglich sollte dieBeschleunigung der Wagen (Impulsänderungsrate geteilt durch die Masse) höchstens 22.2 m/s<sup>2</sup> und 25m/s<sup>2</sup> betragen.
#[[Bild:Puffer_Pruefstand_FB.png|thumb|Flüssigkeitsbild der beiden Methoden]]Bei der Schwab-Methode bleibt der Massenmittelpunkt des Gesamtsystems immer in Ruhe. Die Hydraulik muss nur soviel Energie aufwenden, wie die Puffer im Idealfall aufnehmen. Im Moment, wo die Puffer maximal eingefahren sind und die Wagen still stehen, steckt die gesamte Anfangsenergie in den Puffern. Weil beide Wagen still stehen, ist ihre kinetische Energie 0. - Lässt man dagegen einen Wagen gegen einen ruhenden rollen, bewegen sich im Moment grösster Annäherung beide Wagen und haben deshalb auch kinetische Energie. Dieser zusätzliche Energiebetrag muss man anfangs als höhere Startgeschwindigkeit des Hammerwagens aufbringen, wie aus dem [[Flüssigkeitsbild]] klar hervorgeht. Bei der Schwab-Methode ist die benötigte Startenergie 1/2 * 45 t * (1.69 m/s)<sup>2</sup> + 1/2 * 40 t * (-1.90 m/s)<sup>2</sup> = 64.3 kJ + 72.2 kJ = 136 kJ. Bei der anderen Methode sind es 1/2 * 45 t * (3.58 m/s)<sup>2</sup> = 288 kJ.
#Die Puffer haben eine relativ kleine Masse, der Impuls strömt also direkt von einem Wagen in den andern und die "Pufferkraft" ist bei beiden Puffern zu jedem Zeitpunkt gleich gross. Nun geht der Ringfederpuffer schon bei etwa 600 kN auf Block. Die Einfahrgeschwindigkeit dieses Puffers geht dann sehr rasch gegen Null. Folglichistder Hydraulikpuffer plötzlichmiteinergrösserenGeschwindigkeitsdifferenzkonfrontiertundreagiertentsprechend steifer.
#Der durch die Puffer fliessende Impulsstrom erreicht eine Stärke von knapp 1000 kN, siehe maximale Kraft im Kraft-Hub-Diagramm. Folglich sollte der Beschleunigungsbetrag der Wagen (Impulsänderungsrate geteilt durch die Masse) höchstens 1000 kN / 45 t = 22.2 m/s<sup>2</sup> und 1000 kN / 40 t = 25.0 m/s<sup>2</sup> betragen. Begründung für die höheren gemessenen Werte siehe unter 6. weiter unten.
#Die Puffer haben eine relativ kleine Masse, der Impuls strömt daher direkt von einem Wagen in den andern und die "Pufferkraft" ist bei beiden Puffern zu jedem Zeitpunkt gleich gross. Nun geht der Ringfederpuffer schon bei etwa 600 kN auf Block (an seinen Anschlag, Ende des Einfahrens). Die Einfahrgeschwindigkeit dieses Puffers geht dann sehr rasch gegen Null. Die Relativgeschwindigkeit zwischen den Wagen kann sich nicht mehr auf beide Puffer aufteilen, sondern nur noch auf den Hydraulikpuffer. Folglich nimmt seine Einfahrgeschwindigkeit schlagartig zu. Bei höherer Einfahrgeschwindigkeit ist ein Hydraulikpuffer aber steifer, d.h. die Kraft ist grösser.
#Anfänglich bewegen sich die Wagen im umgekehrten Verhältnis ihrer Massen aufeinander zu, also mit 1.9 m/s und 1.69 m/s. Weil der Massenmittelpunkt in Ruhe bleibt, ist die von den Puffern maximal aufzunehmende Energie gleich der Summe der beiden kinetischen Energien, als gleich 64.3 kJ und 72.2 kJ. Davon übernehmen die Wagen den Teil, der sich bei den Puffern nicht nachweisen lässt:''W''<sub>Wagen</sub> = 64.3kJ+72.2 kJ - (63.4 kJ - 33.6 kJ) = 39.5 kJ. Dieser relativ grosse Anteil hängt mit Schlag zusammen, der entsteht, wenn der Ringfederpuffer auf Block geht. Dann rutscht die Ladung (Betonklötze) trotz massiver Befestigung ein wenig.
#Weil der Massenmittelpunkt in Ruhe bleibt, ist die von den Puffern maximal aufzunehmende Energie gleich der Summe der beiden kinetischen Energien, also gleich 64.3 kJ + 72.2 kJ = 136 kJ. Davon übernehmen die Wagen den Teil, der sich bei den Puffern nicht nachweisen lässt: ''W''<sub>Wagen</sub> = ''W''<sub>kin total</sub> - ''W''<sub>e1</sub> - ''W''<sub>e2</sub> = 136 kJ - 63.4 kJ - 33.6 kJ = 39 kJ. Dieser relativ grosse Anteil hängt mit dem Schlag zusammen, der entsteht, wenn der Ringfederpuffer auf Block geht. Dann rutscht die Ladung (Betonklötze) trotz massiver Befestigung ein wenig.
[[Bild:Puffer_Pruefstand_F_s2.jpg|thumb|Das Kraft-Hub-Diagramm des Hydraulikpuffers bei verschiedenen Geschwindigkeiten]]
Solange der Gegenpuffer nicht auf Block geht, zeigt der Hydraulikpuffer ein sehr schönes Verhalten. Die Kraft steigt sehr rasch an und bleibt dann mehr oder weniger konstant. Mit diesem Verhalten nimmt der Hydraulikpuffer bezogen auf Maximalkraft und Hub mehr Energie auf als ein Ringfeder- oder Elastomerpuffer.
'''[[Puffer-Prüfstand|Aufgabe]]'''
'''[[Puffer-Prüfstand|Aufgabe]]'''
Aktuelle Version vom 11. Februar 2010, 18:00 Uhr
Der schwerere Wagen stehe links, die positive Richtung zeige nach rechts, Relativgeschwindigkeit 12.9 km/h = 3.583 m/s.
Die Startschnelligkeiten stehen im umgekehrten Verhältnis ihrer Massen zueinander, also betragen die Geschwindigkeiten 3.583 m/s * 40 t / ( 45 t + 40 t) = 1.69 m/s für den linken schweren Wagen (45 t) und -1.90 m/s für den anderen (40 t).
Beim Zusammenziehen wird der rechte Wagen nach links gezogen. Dadurch wird sein Impuls negativ. Beim linken Wagen ist es umgekehrt. Die Hydraulik fördert also zuerst Impuls vom rechten in den linken Wagen. Die Stangen werden auf Zug belastet und der Impuls fliesst gegen die Bezugsrichtung. Beim Aufprall findet der Impulsaustausch umgekehrt statt. Der Impuls strömt durch die Puffer vom linken in den rechten Wagen zurück, also vorwärts. In dem Moment, wo die Puffer voll eingefahren sind, stehen die Wagen still. Beim Ausfahren der Puffer wird - vor allem durch die Wirkung der Ringfeder - weiter Impuls vom linken in den rechten Wagen, also vorwärts gepumpt. Deshalb fährt der schwere Wagen nach dem Auflaufstoss zurück und der leichte vorwärts, also nach rechts. Am Schluss werden die Wagen von der Hydraulik abgebremst. Dabei fliesst wie zu Beginn Impuls von rechts nach links durch die Zugstangen der Hydraulik.
Flüssigkeitsbild der beiden MethodenBei der Schwab-Methode bleibt der Massenmittelpunkt des Gesamtsystems immer in Ruhe. Die Hydraulik muss nur soviel Energie aufwenden, wie die Puffer im Idealfall aufnehmen. Im Moment, wo die Puffer maximal eingefahren sind und die Wagen still stehen, steckt die gesamte Anfangsenergie in den Puffern. Weil beide Wagen still stehen, ist ihre kinetische Energie 0. - Lässt man dagegen einen Wagen gegen einen ruhenden rollen, bewegen sich im Moment grösster Annäherung beide Wagen und haben deshalb auch kinetische Energie. Dieser zusätzliche Energiebetrag muss man anfangs als höhere Startgeschwindigkeit des Hammerwagens aufbringen, wie aus dem Flüssigkeitsbild klar hervorgeht. Bei der Schwab-Methode ist die benötigte Startenergie 1/2 * 45 t * (1.69 m/s)2 + 1/2 * 40 t * (-1.90 m/s)2 = 64.3 kJ + 72.2 kJ = 136 kJ. Bei der anderen Methode sind es 1/2 * 45 t * (3.58 m/s)2 = 288 kJ.
Der durch die Puffer fliessende Impulsstrom erreicht eine Stärke von knapp 1000 kN, siehe maximale Kraft im Kraft-Hub-Diagramm. Folglich sollte der Beschleunigungsbetrag der Wagen (Impulsänderungsrate geteilt durch die Masse) höchstens 1000 kN / 45 t = 22.2 m/s2 und 1000 kN / 40 t = 25.0 m/s2 betragen. Begründung für die höheren gemessenen Werte siehe unter 6. weiter unten.
Die Puffer haben eine relativ kleine Masse, der Impuls strömt daher direkt von einem Wagen in den andern und die "Pufferkraft" ist bei beiden Puffern zu jedem Zeitpunkt gleich gross. Nun geht der Ringfederpuffer schon bei etwa 600 kN auf Block (an seinen Anschlag, Ende des Einfahrens). Die Einfahrgeschwindigkeit dieses Puffers geht dann sehr rasch gegen Null. Die Relativgeschwindigkeit zwischen den Wagen kann sich nicht mehr auf beide Puffer aufteilen, sondern nur noch auf den Hydraulikpuffer. Folglich nimmt seine Einfahrgeschwindigkeit schlagartig zu. Bei höherer Einfahrgeschwindigkeit ist ein Hydraulikpuffer aber steifer, d.h. die Kraft ist grösser.
Die von den Puffern aufgenommene Energie entspricht der Fläche unter ihrer oberen Kurve (Einfahren) im Kraft-Hub-Diagramm.
Weil der Massenmittelpunkt in Ruhe bleibt, ist die von den Puffern maximal aufzunehmende Energie gleich der Summe der beiden kinetischen Energien, also gleich 64.3 kJ + 72.2 kJ = 136 kJ. Davon übernehmen die Wagen den Teil, der sich bei den Puffern nicht nachweisen lässt: WWagen = Wkin total - We1 - We2 = 136 kJ - 63.4 kJ - 33.6 kJ = 39 kJ. Dieser relativ grosse Anteil hängt mit dem Schlag zusammen, der entsteht, wenn der Ringfederpuffer auf Block geht. Dann rutscht die Ladung (Betonklötze) trotz massiver Befestigung ein wenig.
Das Kraft-Hub-Diagramm des Hydraulikpuffers bei verschiedenen Geschwindigkeiten
Solange der Gegenpuffer nicht auf Block geht, zeigt der Hydraulikpuffer ein sehr schönes Verhalten. Die Kraft steigt sehr rasch an und bleibt dann mehr oder weniger konstant. Mit diesem Verhalten nimmt der Hydraulikpuffer bezogen auf Maximalkraft und Hub mehr Energie auf als ein Ringfeder- oder Elastomerpuffer.
