Puffer-Prüfstand

Prüfstand der Firma Schwab Verkehrstechnik AG

Auf dem Prüfstand der Firma Schwab Verkehrstechnik AG in Schaffhausen werden zwei Güterwagen mittels hydraulischer Zylinder gegeneinander gezogen. Kurz vor dem Aufschlag hört die Wirkung der Hydraulik auf. Das untenstehende Diagramm zeigt die Kraf-Verformungsdiagramme für einen Ringfeder- (grüne Kurve) und einen hydraulischen Puffer (blaue Kurve) bei einem Stoss mit den Wagenmassen 45 t und 40 t sowie einer Relativgeschwindigkeit von 12.9 km/h.

1. Was passiert bei diesem Prüfstand in einem ganzen Zyklus (Anziehen der Wagen, Aufprall und Stillstand) mit dem Impuls?
2. Wieso benötigt diese Methode weniger Energie, als die sonst übliche, bei der ein einzelner Wagen einen Ablaufberg hinauf gezogen und dann gegen einen ruhenden Wagen rollen gelassen wird?
3. Wie gross wären die Maximalbeschleunigungen der beiden Wagen, wenn sie sich wie starre Körper verhalten würden (die gemessenen und gefilterten Werte liegen bei 33 m/s² und 39 m/s²)?
4. Wieso hat die Kraft-Verformungs-Kurve des Hydraulikpuffers bei einem Hub von etwa 55 mm einen Buckel?
5. Das Auswertungsprogramm hat für den hydraulischen Puffer eine Energieaufnahme von 63.4 kJ und für den Ringfederpuffer einen Wert von 33.6 kJ ermittelt. Wie kann man diese Grössen aus dem untenstehend abgebildeten Diagramm ermitteln?
6. Wie viel Energie wird bei diesem Stoss nicht in den Puffern dissipiert?

Lösung