DE1958660U - Stossdaempferelement. - Google Patents

Description

DORNIEH-BEPÄMTORWESFT
G.m.b.H.

Oberpfaffenhofen

ßeg. 2172

Stoßdämpferelement

Die Erfindung betrifft ein progressiv wirkendes Federelement, insbesondere Stoßdämpferelement, das zur Dämpfung von Pendelschwingungen bei Federungssystemen dient.

Bei derartigen Schwingungen von Federungssystemen ist eine wirksame Dämpfung erforderlich, die eis rasches Abklingen der Schwingungen ermöglicht. Besonders bei Federelementen, die durch eine äußere Krafteinwirkung zu einer. Schwingung angefacht werden, ist es erforderlich, besondere Vorrichtungen vorzusehen, um diese Schwingungen möglichst rasch zum Stillstand bringen zu können. Betrachtet man z. B. ein Federungssystem bei Fahrzeugen, so wird der durch die Straßenunebenheit auf das Rad verursachte Stoß auf das Federsystem abertragen und, um ein sogenanntes Springen zu verhindern, werden verschiedenartige Stoßdämpfer verwendet, die ein Pendelschwingen zum Abklingen bringen. Sine andere Art von Federeystemen, die einem Pendelschwingen eines Federsystems gleichkommen, verlangen ebenfalls ein Dämpfen der Bewegung, wie beispielsweise beim Lauf einer Maschine, die durch oszillierende Massen oder Unwucht drehender Teile asu einer Eigenschwingung angeregt wird und diese Schwingung auf das Fundament nicht übertragen werden soll.

Es ist bekannt, zwc Erfüllung dieser Erfordernisse Stoßdämpfer zu verwenden, die eine lang anhaltende Schwingung zu vermeiden versuchen und außerdem eine gewisse Progressivität 4&r Dämpfung aufweisen sollen. Es sollen z. B.

leichte Federausschläge wenig und größere Federausschläge stark gedämpft werden. Geht man am Beispiel vom Fahrzeugbau aus, so siiad im Laufe der Zeit eine ganze Anzahl von Dämpfungselementen entwickelt worden, die den Anforderungen dort weitgehend entsprechen. In diesen Fall sei auf hydraulische Stoßdämpfer hingewiesen, die aus einem hohlzylinderförmigen Gehäuse besteben, in dem ein Kolben ent* lang gleitet, wobei der Hohlraum mit Öl ausgefüllt ist und das überschüssige Öl bein Zusammendrücken des Stoßdämpfers Uh9T ein Ventilsystem in einen Vorratsbehälter geleitet wird. Beim Auseinanderziehen des Stoßdämpfers vollzieht sich der Vorgang über ein anderes Ventil in umgekehrter Richtung. Ein solcher Stoßdämpfer ist nach außen vollständig abgekapselt und bedarf theoretisch keiner Wartung. In der Praxis aber entsteht beim häufigen Abdämpfen von Stößen Wärme, die den Stoßdämpfer bei auch kurzer Überbelastung relativ schnell unbrauchbar machen. Außerdem entsteht durch die Reibung ein metallischer Abrieb, der das Öl verunreinigt und die Ventile oder sonstige Steuerorgane in der Wirkungsweise beeinträchtigt. Fertigungstechnisch gesehen müssen solche Stoßdämpfer sehr genau bearbeitet werden, damit an gewissen Stellen keine Leckverluste auftreten können. Daher sind solche Stoßdämpfer im rauhen Betrieb doch relativ wartungsbedürftig.

Auch sind Stoßdämpferelemente bekannt, die mit anderen Medien als Öl, z. B. mit Luft oder ähnlichen Gasen, arbeiten. Ein praktisches Beispiel hierfür sind die sogenannten Luftfederungen im Fahrzeugbau. Die Wirkungsweise dieser Luftfederungen ist ähnlich aer von hydraulischen Anlagen, denn die Luftfederungen arbeiten gleichfalls nach dem Verdrängerprinzip. Sie bestehen aus eine» Hohlzylinder und einem darinnen beweglichen Kolben, der die Volumsänderung bewerkstelligt. Es ist nur im Gegensatz zu den hydraulischen Stoßdämpferarten das Medium selbst einer Volumsänderung unterworfen. Daraus ergibt sich ein in der Praxis gewünschter.progressiver Dämpfungsvorgang.

All diesen Dämpfungselementen ist der Nachteil gemeinsam, daß sie einen relativ komplizierten Aufbau haben, sollen sie den gewünschten Anforderung«», nämlich progressive Dämpfiragsweise, erfüllen. Sie sind ferner teuer in der Herstellung, denn setzt man ein einwandfreies Funktionieren voraus» ist eine genaue Bearbeitung aller der darin befindlichen Einzelteile notwendig. Da zudem solche Dämpfungselemente viele Einsselteile; aufweisen, ist eine reichliche und sorgfältige Lagerhaltung unuagänglich* Außerdem müssen die Wartungsarbeiten von fachkundigen Arbeltskräften vorgenoamen werden.

Bei der Lagerung von Maschinen,.die wie vorhin erwähnt, im Betrieb durch oszillierende Massen und Unwucht von drehenden Teilen in eine gewisse Schwingung versetzt werden, nüssen diese gegenüber der Lagerung oder de» fundament wirksam abgeschirmt werden. Als Beispiet sei hier erwähnt, daß die Schwingtangen eines Antriebsmotor in einem Kraftfahrzeug gegenüber dem Fahrzeugaufbau schwingungstechniseh isoliert werden müssen. Es kann sogar das Überlagern verschiedener Schwingungen zu einem Aufschaukeln der Schwingung führen und hierbei können, insbesondere im Falle von Resonanz, sogar einige Bauteile in bestimmten Fällen zum Bruch kommen. Dieses überlagern von Schwingungen soll eine geeignete Stoßdämpfervorrichtuag wirksam vermeiden. In der Praxis sind vor allem die sogenannten Dämpfungsblocke bekannt, die eine Stahl-Gummi-Stahl-Verbindung aufweisen und somit keine metallische Verbindung zwischen Maschine und Lagerung bzw. Fundament aufweisen. Da bekanntlich Gummi sehr gute Dämpfungseigenschaften aufweist uni außerdem vorteilhaft auf Metall aufvulkanisiert werden kann, ist ein solches Bauelement als Schwingungsdämpfer gut verwendbar.

Verwendet man Dämpfungselemente einfacher Bauart, die nur für das Abfangen kurzer Stöße bestimmt sind, eo ist wohl ein Betrieb ohne Zuhilfenahme von Hydraulik oder dergl. möglich, aber die Forderung nach einer progressiven Dämpfungs-

charakteristik wird hier nur schlecht erfüllt. Als Beispiel sei hier eine Pufferfeder, wie sie ta Eisenbahnbau bekannt ist, genannt, «lie auf einem kurzen Federweg einen kräftigen Stoß abfangen kann. Solchen Federeleaenten ist wohl durch Reibung ein gewisse» Eigendäapfungsverhalten zuzuschreiben, ersetzt aber einen Stoßdämpfer nicht. In diesem Fall der Pufferfeder ist das aber nicht so wichtig, denn es genügt, wens der Feitorweg durch einen Endanschlag begrenzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eis Däapfungselement zu konstruieren, das wahlweise schwache oder starke Dämpfungs&xbeit verrichten kann. Es soll sich außerdem durch einfachen Aufbau, billige Herstellung und Möglichst durch Wartungsfreiheit auszeichnen. Bs soll wenig versehleißbare Teile aufweisen und diese sollen von ungelernten Arbeitskräften leicht austauschbar sein.

Ausgehend von des bekannten Stoßdämpfern »1t hohlzylinderförmigem Gehäuseteil und einem darin verschiebbaren Kolbenteil wird diese Aufgäbe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zar Füllung des Hohlraumes ein dämpfendes Medium aus Schaumstoff verwendet wird, dessen bläschenföreige Hohlkörper mit eine» gasförmigen Stoff gefüllt sind. Ua ein solches Stoßdämpfer lement mit verschiedenen Härtestufen versehen zu können, wird nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Anzahl der Bläschen im Schaumstoff pro Voluaseinheit bzw. die Größe der Bläschen dahingehend gewählt, daß sie ein Maß für die Dämpfungsfähigkeit bzw. den Progressivitätsfaktor des Federweges ergibt. Außerdem kann durch ein- od*r mehrteilige Füllungen, die austauschbar sind, auf den Progressivitätsfaktor Einfluß genommen werden. Weiters kann durch kombinierte Verwendung- mehrerer Fül!einheiten Mit verschiedenen Progressivitätsfaktoren die Progressivität sowohl in einer Richtung verändert werden als auch in zwei Richtungen unterschiedlich sein. Natürlich besteht auch die Möglichkeit,

daß die Progressivität in zwei Richtungen unterschiedlich und sich in einer und/oder beiden Richtungen ändernd gewählt werden kann.

Ein Ausführungsoeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben .
Es zeigen:

Fig. 1 Schnitt durch ein einseitig wirkendes Dämpferelament, Fig. 2 Schnitt durch ein doppe!wirkendes Dämpferelemeat.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wurde eis Stoßdämpferelement gewählt, das ein hohlzylinderfönaiges Gehäuse 1 aufweist. An einem Ende des Gehäuses 1 befindet sich der Verschlußdeckel 2, der den Stoßdämpfer nach der eisen Seite abschließt. Auf dem Deekel 2 wurde beispielsweise ein an sich bekanntes Auge 3 zur Aufnähme des Befestigungsbolzens eingezeichnet. Im Inneren des Gehäuses 1 bewegt sich ein Kolben 4 entlang der Gehäusebahn. Am Kolben 4 ist eine Kolbenstange 5 angeordnet, an deren Ende ebenfalls ein Auge 3 zur Aufnahme eines Bolzens, welcher die zu dämpfende Bewegung aufnimmt, angebracht ist. Selbstverständlich kann auch der Stoßdämpfer auf andere Art und Weise eingebaut werden. In den abgeschlossenen Hohlraum 6 ist Schaumstoff eingelegt, der bei der Bewegung des Kolbens zusaisaaengedrückt wird. In der Zeichnung sind verschiedene Lagen solcher Schaumstofffüllungen 6^r, 6*' angeordnet, die versinnbildlichen sollen, daß z. B. bei 6* ein Schauastoff mit höherer Druckfestigkeit und 6" ein Schaumstoff mit niederen Druckfestigkeitswerten eingebaut wurden. Man kann in der Außenseite, d. fa. an den Deckeln, Schaumstoff mit größerer Dichte, d. h. einen Schaurastoff mit einer geringen Anzahl Bläschen oder alt kleinen Bläschen anordnen. Xn der Nähe des Kolbens 4 hingegen wählt man vorteilhafterweise Schaumstoff mit größeren Bläschen bzw. mit einer größeren Anzahl und daraus ergibt sich, daß in den ersten Bewegungephasen des Kolbens 4 die Dämpfung leicht vor sich geht und im weiteren Verlauf immer

barter wird« Wird über die Kolbenstange 5 eine Kraft auf den Kolben 4 ausgeübt, so wird naturgemäß der Hohlraum 0 verkleinert. Der Schaumstoff 6" wird zuerst zusamoengedrückt und dann folgt das Zusammendrücken 4mm Schaumstoffteiles 6* la sogenannter Registeranordnung. Dadurch ergibt sieb eine progressive Federwirkung des Stoßdämpfers.

Fig. 2 zeigt scheaatisch den Aufbau eine» doppelwirkenden Stoßdämpfers. Bas höh!zylinderfor»ige Gehäuse ist ebenfalls an der einen Seite mit eine» Deckel 2 abgeschlossen und auf diesem Deckel befindet eich außen das Auge 3 als Haltevorrichtung. Auf der anderen Seite des Gehäuses 7 ist ein Deckel 8 angebracht, der in dev Mitte ein Führungslager 9 aufweist und zur Aufnahme der Kolbenstange 5 dient. Auch hier wurde beispielsweise an der Kolbenstange S ein Auge 3 angeordnet. I» Inneren be« findet sich de^ Kolben 10, 4&r sich in der Nullstellung in der Mitte des Gehäuses 7 befindet. Beiderseits des Kolbens 10 sind Hohlräume 11, 12, in denen wiederum mehrere Lagen von Schaumstoff eingelegt sind. Da hter die Wirkungsweise des Stoßdämpfers gleich ist, wie bei der in W&g. 1 angeführten Art, braucht auf die Vorteile der verschiedenartigen Schäumstoffüllungen sieht «ehr weiter eingegangen werden. Der unterschied besteht nur darin, daß eine Dämpfung sowohl in üer Hinbewegung ale auch in der Herbewegung erfolgt*

Eine Dämpfung wird auch beim Zusammendrücken üer Schaumstoffüllung erreicht, in dem die Schaumstofföllung an die Zylinderwand gepreßt wird und die unter Druck stehende Schaumstoff ülliutg an der Zylinderwand ent langgleitet. Darüberhinaus kann auch ein Reibbelag an der zylinderischen Mantelfläche des Kolbens angebracht werden, ue^t die Reibung zwischen Kolben und Zylinderwand erhöht und somit die Dämp· fung begünstigt. In beiden Fällen wird die Reibung in Y&rme umgewandelt und über die Zylinderwand nach außen abgegeben.

Durch die hier aufgeführte Möglichkeit der Wählbarkeit und Austauschbarkeit ist einfach zu ersehen, daß man die Progressivität des Stoßdämpfers sehr leicht für jeden Verwendungszweck anpassen kann. Außerdem kann man nicht nur die Bläschengröße wählen, sondern auch die Bläschen mit verschiedenen Medien, ζ. B. inertem Gas füllen und auf die Federungscharakteristik gewissen Einfluß nehmen. Als besonderer Vorteil ist die Tatsache anzusehen, daß dieser Stoßdämpfer keine großen Ansprüche an Fertigungsgenauigkeiten erhebt. Es genügt sogar eine sehr grobe Fertigungsweise von Kolben und Zylinderlaufbahn. Die Füllelemente sind auf einfache Weise kombinierbar und zudem leicht austauschbar. Ein solcher Stoßdämpfer bereitet keinerlei Schwierigkeiten bei der Forderung nach Dichtung und es treten auch bei rauhem Betrieb wenig Verschleißerscheinungen zutage.

4. 10. 1966
Gö/Sh.

Claims (4)

Reg. 2172 Patentansprüche

1. Progressiv wirkendes Federelement, insbesondere Stoß·* dämpferelernent, bestehend aus einem starren hohlzylinderförmigen Gehäuseteil und einem darinnen beweglichen kolbenförmigen zweiten Teil, dadurch gekennzeichnet, daß zur Füllung des Hohlraumes ein dämpfendes Medium aus Schaumstoff verwendet wird, dessen bläschenförmige Hohlkörper mit einem gasförmigen Stoff gefüllt sind.

2. Federelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Bläschen im Schaumstoff pro Volumseinheit und/bzw. oder die Größe der Bläschen ein Maß für die Dämpfungsfähigkeit bzw. den Progressivitätsfaktor des Federweges (Härte des Stoßdämpfers) darstellt.

3. Federelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung mehrteilig ist.

4. Federelement nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch kombinierte Verwendung mehrerer Fülleinheiten mit verschiedenen Progressiv! tätsfaktoren .

4. 10. I960
Gö/Sh.