DE19741266A1 - Stoßdämpfer - Google Patents
StoßdämpferInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Stoßdämpfer in Form eines Ver
dränger-Aggregates mit einem relativ beweglichen und einem
relativ stationären Bauteil, bei dem zur Dämpfung bei Ver
drängerhüben ein Fluid gedrosselt zwischen zwei Kammern aus
getauscht wird.
Derartige Stoßdämpfer werden in vielen Bereichen der Technik
verwendet. Beispielsweise werden viele Sportgeräte mit Stoß
dämpfern ausgerüstet, um einerseits deren Verschleiß zu re
duzieren und um andererseits den Sportler vor Extrembela
stungen zu bewahren. So finden sich derartige Stoßdämpfer
z. B. bei hochwertigen Fahrrädern und Ski- oder Snowboardbin
dungen.
Ein solcher Stoßdämpfer wird beispielsweise in der
DE 37 43 966 C2 bei einem Schuhhalteraggregat einer Skibin
dung verwendet. Der Stoßdämpfer ist dabei parallel zu einer
Federung angeordnet, die ein Schuhhalterelement nachgiebig
am Schuhhalteraggregat haltert. Dazu ist ein mit auslösbaren
Schuhhalterelementen gekoppeltes Federwiderlager zusätzlich
mit einem Ende eines parallel zur Schraubendruckfeder ange
ordneten hydraulischen Stoßdämpfers verbunden. Das andere
Widerlager der Feder wird durch einen normalerweise an einem
stationären Gehäuseteil abgestützten Arm eines um eine ge
häusefeste Achse schwenkbaren Hebels gebildet, dessen ande
rer Arm mit dem anderen Ende des Stoßdämpfers verbunden ist.
Wenn stoßartige Kräfte auf die Schuhhalterelemente einwir
ken, wird das erstgenannte Federwiderlager stoßartig bewegt.
Dies hat zur Folge, daß der Stoßdämpfer einen Stoß auf den
doppelarmigen Hebel ausübt, wodurch dieser zunächst entgegen
der Kraft der Schraubendruckfeder geschwenkt wird und die
Spannung der Schraubendruckfeder vorübergehend deutlich er
höht. Erst mit einer gewissen Verzögerung wird die Nachgie
bigkeit des Stoßdämpfers wirksam, so daß der doppelarmige
Hebel zurückschwenken und sich mit seinem die Schrauben
druckfeder abstützenden Arm wieder an das stationäre Gehäu
seelement anlegen kann.
Aus der DE 39 35 551 A1 ist eine funktional ähnliche Bindung
bekannt, bei der der Stoßdämpfer gleichachsig zur Schrauben
druckfeder innerhalb der Federwindungen angeordnet ist.
Bislang haben sich Skibindungen, bei denen Schuhhalterele
mente mit hydraulischen Stoßdämpfern gekoppelt sind, nicht
durchsetzen können. Dies dürfte in erster Linie darauf beru
hen, daß als Verdränger-Aggregate und insbesondere als Kol
ben-Zylinder-Aggregate ausgebildete Stoßdämpfer bei überlan
gen Nichtgebrauchsphasen verhältnismäßig leicht undicht und
damit weitestgehend unbrauchbar werden. Ski werden in der
Regel nur während einer kurzen Zeitspanne des Jahres be
nutzt. Überwiegend stehen Ski in irgendwelchen Abstellräu
men, wobei sie oftmals extremen Temperaturen und Temperatur
schwankungen ausgesetzt sind. Entsprechendes gilt für die
auf dem Ski montierten Bindungen.
Diese bei längeren Nichtgebrauchsphasen auftretende Proble
matik ist auch bei anderen saisonabhängig betriebenen Sport
arten anzutreffen. Beispielsweise werden Fahrräder im Winter
regelmäßig selten benutzt, so daß auch dort die Gefahr be
steht, daß die Stoßdämpfer undicht und unbrauchbar werden.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem,
für Stoßdämpfer der eingangs genannten Art mit Hilfe einfa
cher konstruktiver Maßnahmen eine erhöhte Standzeit bzw. Le
bensdauer zu erzielen.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Kammern, zwischen denen zur Dämpfung der gedrosselte Flui
daustausch stattfindet, beide nach außen hermetisch abge
schlossen sind, wobei wenigstens eine der Kammern von einem
Balg umhüllt ist, der einerseits am beweglichen und anderer
seits am stationären Bauteil des Verdränger-Aggregates abge
dichtet befestigt ist.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, das Ver
dränger-Aggregat so auszugestalten, daß keine Bauteile ge
geneinander abgedichtet werden müssen, die sich relativ zu
einander bewegen. Zu diesem Zweck wird wenigstens eine der
Kammern mit Hilfe eines in seiner Form veränderlichen Balgs
ausgebildet. Dieser an seinen Enden am beweglichen bzw. am
stationären Bauteil des Verdränger-Aggregates befestigte
Balg kann aufgrund seiner Verformbarkeit den Verdrängerhüben
folgen, ohne daß Relativbewegungen zwischen dem Balg und dem
beweglichen Bauteil bzw. zwischen dem Balg und dem stationä
ren Bauteil auftreten. Da zwischen den genannten Bauteilen
keine Relativbewegungen stattfinden, kann der Balg sowohl am
beweglichen Bauteil als auch am stationären Bauteil in höch
stem Maße abgedichtet befestigt werden, so daß das Verdrän
ger-Aggregat bzw. dessen Kammern nach außen hermetisch ab
dichtbar oder abschließbar sind. Dabei ist die Dichtheit
dieser Verbindungen unabhängig von der Aktivität des Ver
dränger-Aggregates, so daß ein auf diese Weise ausgebildeter
Stoßdämpfer eine sehr hohe Lebenszeit oder Standzeit be
sitzt. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers
beispielsweise in einem Schuhhalteraggregat einer an einem
Ski montierten Bindung gewährleistet, daß die Bindung auch
nach sehr langen Nichtgebrauchsphasen des Skis ohne Quali
tätsverlust und bei unveränderter Dämpfungseigenschaft voll
funktionsfähig arbeitet.
Ein erfindungsgemäß ausgestalteter Stoßdämpfer läßt sich be
sonders leicht raumsparend ausbilden und kann daher beson
ders vielseitig verwendet werden. Er zeichnet sich durch ei
ne effiziente Wirkungsweise bei kleinem Bauraum aus.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoß
dämpfers kann die Merkmale des Anspruches 2 aufweisen. Ein
derartiger Stoßdämpfer ist insbesondere dann von Vorteil,
wenn die Einbaulage, Anordnung bzw. die Verwendung des Ver
dränger-Aggregates so gewählt ist, daß die auf den Stoßdämp
fer einwirkenden Stöße nur in einer Richtung des Verdränger
hubes gedämpft werden müssen, während in der anderen Rich
tung des Verdrängerhubes im wesentlichen nur die Rückstel
lung des Verdrängers erfolgen muß. Entsprechend der vorge
schlagenen Ausführungsform ist die sich zwischen dem Grund
des Sackloches und der diesem zugeordneten Stirnseite des
Verdrängers ausgebildete Kammer - abgesehen von der Verdrän
gerstirnseite - starrwandig bzw. unverformbar, so daß der
unter Verkleinerung des Kammervolumens in das Sackloch ein
dringende Verdränger das in der Kammer enthaltene Fluid über
eine Drosselstelle in die andere Kammer verdrängt, wodurch
eine definierte Dämpfung in dieser Hubrichtung erfolgt. Beim
Zurückstellen des Verdrängers bildet dieser unter Vergröße
rung des Kammervolumens im Zylinder einen Unterdruck aus,
der das Fluid aus der anderen Kammer zurücksaugt. Die andere
Kammer wird dabei durch den Balg gebildet, der verformbar
und insbesondere dehnbar ausgestaltet sein kann, so daß die
Rückführung des Fluids aus der Kammer des Balgs in die Kam
mer des Zylinders mit einer anderen Dämpfung erfolgen kann.
Ein nachgiebig ausgestalteter Balg kann in vorteilhafter
Weise Wärmeausdehnungen des Fluids ausgleichen. Der Balg
kann jedoch auch mit Hilfe von Armierungen, wie z. B. Kohle- oder
Glasfasern, Stahldrähte od. dgl., so ausgestaltet sein,
daß sich auch beim Rückstellhub des Verdrängers, bei dem
Zugkräfte unter Verkleinerung des Kammervolumens auf den
Balg übertragen werden, die gleiche oder eine vergleichbare
Dämpfung ergibt.
Bei einer anderen Ausführungsform mit den Merkmalen des An
spruches 3 kann die im Zylinder enthaltene Kammer geöffnet
werden, auch wenn Verdränger und Balg montiert sind, um bei
spielsweise das Verdränger-Aggregat bzw. den Stoßdämpfer
erstmals mit dem Verdränger- oder Dämpfungsfluid zu befüllen
oder um das Verdränger-Fluid auszutauschen.
Mit Hilfe der Merkmale des Anspruches 4 läßt sich eine kom
pakte und somit platzsparende Bauweise erzielen.
Um möglichst rasch die für die Dämpfung eines Stoßes optima
le Stellung - Ausgangsstellung - des Verdrängers, in der
sich das Fluid nahezu vollständig in der Kammer des Zylin
ders befindet, zu erreichen, kann der erfindungsgemäße Stoß
dämpfer die Merkmale des Anspruches 5 aufweisen.
Eine andere Ausführungsform des Stoßdämpfers nach der Erfin
dung weist aufgrund der Merkmale des Anspruches 6 in beiden
Richtungen des Verdrängerhubes identische Dämpfungswirkung
auf.
Damit die in der letztgenannten Ausführungsform verwendeten
Balge während der Verdrängerhübe auf eine definierte Art und
Weise ihre Form verändern und um eine Formänderung der Balge
aufgrund eines darin ansteigenden Druckes zu verhindern,
kann der genannte Stoßdämpfer mit den Merkmalen des Anspru
ches 7 ausgestattet sein.
Eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungsform des er
findungsgemäßen Stoßdämpfers kann die Merkmale des Anspru
ches 8 und insbesondere die Merkmale des Anspruches 9 oder
des Anspruches 10 aufweisen. Hierbei wird die Drosselung
beim Fluidaustausch zwischen den beiden Kammern und somit
die Dämpfung des Verdrängerhubes mit konstruktiv besonders
einfachen Maßnahmen erreicht.
Da die Befestigung des Balgs wie gezeigt in hohem Maße abge
dichtet durchführbar ist, können als Medium, das zwischen
den Kammern zur Dämpfung ausgetauscht wird, gasförmige,
flüssige oder entsprechend Anspruch 11 auch pastöse Fluide
verwendet werden. Die Verwendung eines pastösen Verdränger-Me
diums ermöglicht eine effektive Dämpfung bei sehr geringen
Volumenströmen. Das bedeutet, daß ein erfindungsgemäß aufge
bauter Stoßdämpfer schon bei relativ kleinen Einbaumaßen ei
ne hochwirksame Dämpfung gewährleisten kann.
Weitere wesentliche Merkmale und wichtige Vorteile ergeben
sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Figu
renbeschreibung eines Ausführungsbeispieles. Es zeigen, je
weils schematisch,
Fig. 1 eine teilgeschnittene Draufsicht auf einen
Bereich eines Schuhhalteraggregates, in dem
ein erfindungsgemäßer Stoßdämpfer angeordnet
ist,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen
Stoßdämpfer, bei dem der Verdränger in einer
Ausgangsstellung mit minimaler Verdrängung ist,
Fig. 3 einen Längsschnitt wie in Fig. 2, jedoch mit dem
Verdränger in einer Endstellung mit maximaler
Verdrängung, und
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungs
form des Stoßdämpfers nach der Erfindung.
Der erfindungsgemäße Stoßdämpfer ist wie oben angeführt auf
vielfältige Art und Weise verwendbar. Da sich mit dem erfin
dungsgemäß vorgeschlagenen Aufbau besonders kleine Stoßdämp
fer mit hochwirksamen Dämpfungseigenschaften realisieren
lassen, eignet sich der Stoßdämpfer insbesondere für eine
Verwendung bei Sportgeräten wie z. B. Ski, Fahrräder. Bei
spielhaft ist daher in der nachfolgenden Beschreibung zu
Fig. 1 die Verwendung des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers in
einer Skibindung wiedergegeben.
Die auf einen Schuhhalter eines Schuhhalteraggregates einer
Skibindung einwirkenden Kräfte oder Störkräfte werden von
einem in diesem Schuhhalteraggregat enthaltenen, in Fig. 1
dargestellten kombinierten Feder-Dämpfer-Aggregat aufgenom
men. Dieses Feder-Dämpfer-Aggregat besitzt ein Gehäuse 1,
mit zwei über eine Stirnwand U-förmig verbundenen Längssei
tenwänden, die an ihren von der Stirnwand abgewandten Endbe
reichen nach schräg außen abgewinkelt und mit nach einwärts
gerichteten Flanschen 2 versehen sind, welche sich in einer
zu den Längsseitenwänden senkrechten Ebene erstrecken und
jeweils eine im dargestellten Beispiel ovale Öffnung 3 zur
Aufnahme eines nicht dargestellten, bezüglich des Schuhhal
teraggregates ortsfesten Stiftes aufweisen.
Die Stirnwand des Gehäuses 1 besitzt eine zentrale Öffnung,
durch die ein mit stirnseitigen Kreuzschlitzen versehenes
Ende eines Zylinders 4 des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers 5
hindurchragt, der in diesem Fall ein als Kolben-Zylinder-Ag
gregat ausgebildetes Verdränger-Aggregat ist. Im Zylinder
4 ist eine Kolbenstange 8 des Stoßdämpfers 5 axial verstell
bar. Dabei ist der Zylinder 4 ein relativ zum Schuhhalterag
gregat stationäres Bauteil, während die Kolbenstange 8 ein
relativ zum Schuhhalteraggregat bewegliches Bauteil ist. Ei
ne kinematisch umgekehrte Bauweise ist ebenso durchführbar.
Am Zylinder 4 des Stoßdämpfers 5 ist ein Flansch 6 ange
formt, mit dem sich der Zylinder 4 des Stoßdämpfers 5 auf
der Innenseite der Gehäusestirnwand axial abstützt. An den
Flansch 6 schließt sich auf dem Zylinder 4 des Stoßdämpfers
bzw. des Verdränger-Aggregates 5 ein Außengewinde an, auf
dem nach Art einer Mutter ein durch Schraubbewegungen axial
verstellbares Federwiderlager 7 angeordnet ist. Dieses Fe
derwiderlager 7 wird im dargestellten Beispiel durch ein
plattenähnliches Teil gebildet, das mit seinen Seitenkanten
an den Längsinnenwänden des Gehäuses 1 axial geführt und da
mit relativ zum Gehäuse 1 undrehbar gehalten wird.
Die Kolbenstange 8 des Kolben-Zylinder-Aggregates bzw. des
Stoßdämpfers 5 haltert ein weiteres Federwiderlager 9, des
sen Form einem Stempel ähnelt. Zwischen den Federwiderlagern
7 und 9 ist eine zum Stoßdämpfer 5 konzentrische Schrauben
druckfeder 10 eingespannt. Diese Schraubendruckfeder 10
spannt das Federwiderlager 9 gegen ein T-förmiges Ende eines
Kipphebels 11, der mit zwei hakenförmigen seitlichen Fort
sätzen 12 versehen ist, welche die obengenannten Stifte auf
deren dem Federwiderlager 9 zugewandten Seite umgreifen,
wenn der Kipphebel 11 seine in Fig. 1 dargestellte Normalla
ge einnimmt.
Der Kipphebel 11 wird in einem stirnseitigen Schlitz 13 des
stempelartigen Federwiderlagers 9 aufgenommen, d. h. das Fe
derwiderlager 9 überlappt den Kipphebel 11 mit sich seitlich
des Kipphebels 11 erstreckenden Fortsätzen. Diese Fortsätze
sind ihrerseits mit einem quer zum stirnseitigen Schlitz 13
verlaufenden Bolzen 14 miteinander verbunden, der eine ent
sprechende Öffnung im Kipphebel 11 zwischen den Fortsätzen
durchsetzt. Durch diesen Bolzen 14 wird eine scharnierartige
Gelenkverbindung zwischen dem Federwiderlager 9 und dem
Kipphebel 11 mit zu den vorgenannten, nicht dargestellten
Stiften paralleler Gelenkachse gebildet.
Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung funktioniert wie folgt:
Die über das Federwiderlager 9 sowie den Zylinder 4 des Stoßdämpfers 5 auf den Flansch 6 an der Stirnwand des Gehäu ses 1 abgestützte Schraubendruckfeder 10 spannt das Federwi derlager 9 gegen den Bolzen 14 und drängt damit den Kipphe bel 11 mit seinen hakenartigen Fortsätzen 12 in Eingriff mit den sich durch die Öffnungen 3 erstreckenden, nicht darge stellten Stiften. Die Federspannung der Schraubendruckfeder 10 kann dabei durch Schraubverstellung des Federwiderlagers 7 auf dem Zylinder 4 des Stoßdämpfers 5 verändert werden. Dazu wird der Zylinder 4 des Stoßdämpfers 5 durch Eingriff mit einem Werkzeug in die Kreuzschlitze an dem aus der Stirnwand des Gehäuses 1 herausragenden Ende des Zylinders 4 entsprechend gedreht.
Die über das Federwiderlager 9 sowie den Zylinder 4 des Stoßdämpfers 5 auf den Flansch 6 an der Stirnwand des Gehäu ses 1 abgestützte Schraubendruckfeder 10 spannt das Federwi derlager 9 gegen den Bolzen 14 und drängt damit den Kipphe bel 11 mit seinen hakenartigen Fortsätzen 12 in Eingriff mit den sich durch die Öffnungen 3 erstreckenden, nicht darge stellten Stiften. Die Federspannung der Schraubendruckfeder 10 kann dabei durch Schraubverstellung des Federwiderlagers 7 auf dem Zylinder 4 des Stoßdämpfers 5 verändert werden. Dazu wird der Zylinder 4 des Stoßdämpfers 5 durch Eingriff mit einem Werkzeug in die Kreuzschlitze an dem aus der Stirnwand des Gehäuses 1 herausragenden Ende des Zylinders 4 entsprechend gedreht.
Wirkt auf den Kipphebel 11 eine Seitenkraft bzw. ein Drehmo
ment, welches zu einer Schwenkung des Kipphebels 11 um einen
der nicht dargestellten Stifte in der Öffnung 3 führt, so
wird das Federwiderlager 9 gegen die Kraft der Schrauben
druckfeder 10 sowie gegen den Widerstand des dazu parallel
wirkenden Stoßdämpfers 5 in Richtung des Federwiderlagers 7
verschoben. Dabei wird der Widerstand des Stoßdämpfers 5 um
so wirksamer, je stoßartiger, d. h. je schneller die Schwenk
bewegung des Kipphebels 11 erfolgt. Dies bedeutet, daß star
ke dynamische Kraftspitzen in erster Linie vom Stoßdämpfer 5
aufgenommen werden, während die Schraubendruckfeder 10 einen
von der Schwenkgeschwindigkeit des Kipphebels 11 unabhängi
gen Widerstand sowie eine Rückstellkraft bewirkt.
Wenn das Gehäuse 1 innerhalb des Schuhhalteraggregates auf
einem Ski fest angeordnet ist, sind beispielsweise der Stoß
dämpfer 5 und die Schraubendruckfeder 10 etwa parallel zur
Skilängsrichtung ausgerichtet. Der Kipphebel 11 kann einen
nicht dargestellten Schuhhalter des Schuhhalteraggregates
tragen, welcher ein Ende einer Sohle eines Skischuhes in
Mittelage von oben und seitwärts umfaßt und den Schuh frei
gibt, wenn auf den Schuh eine Störkraft einwirkt, die den
Schuh unter Verschwenkung des Schuhhalters und somit des
Kippnebels 11 hinreichend weit zur Seite drängt. Durch das
erfindungsgemäße Feder-Dämpfer-Aggregat werden diese, eine
Verschwenkung des Schuhhalters bzw. des damit gekoppelten
Kipphebels 11 bewirkenden Störkräfte abgefedert bzw. ge
dämpft.
In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform des als Ver
dränger-Aggregat ausgebildeten erfindungsgemäßen Stoßdämp
fers dargestellt. Dabei ist die Plunger- oder Kolbenstange 8
in einer sacklochartigen Zylinderbohrung 15 axial verschieb
lich angeordnet, die auf der entsprechend Fig. 2 linken Sei
te mit Hilfe eines Pfropfens 16, der als Schraubverschluß
ausgebildet sein kann, dicht verschlossen ist. Die Zylinder
bohrung 15 kann jedoch auch selbst als Sackloch hergestellt
sein, wobei dann der Grund des Sackloches 15 von einem Ab
schnitt des Zylinders 4 gebildet ist, so daß der Pfropfen 16
entfallen kann.
Zwischen dem Grund der Sacklochbohrung bzw. zwischen dem der
Zylinderbohrung 15 zugewandten Ende des Pfropfens 16 und ei
ner dem Sackloch bzw. dem Pfropfen 16 zugewandten Stirnseite
17 der Kolbenstange 8 ist eine Kammer 18 ausgebildet, in der
sich das Dämpfungsfluid, z. B. ein gasförmiges, flüssiges
oder pastöses Medium, befindet. Dabei weist die erste Kammer
18 in der in Fig. 2 dargestellten Ausgangsstellung der Kol
benstange 8 ihr maximales Volumen auf.
Der aus dem Zylinder 4 herausragende Abschnitt der Kolben
stange 8 ist zwischen dem Federwiderlager 9 und dem diesen
gegenüberliegenden Ende des Zylinders 4 von einem Balg 19
ummantelt. Der Balg 19 liegt dabei in der Ausgangsstellung
im wesentlichen auf der Außenseite der Kolbenstange 8 auf.
An seinen Enden ist der Balg 19 einerseits außen an der Kol
benstange 8 befestigt, wozu er beispielsweise in eine Ring
nut 20 eingreift und von einer Hülse 21 überdeckt und darin
gehalten ist. Bei einer anderen Ausführungsform kann der
Balg 19 an diesem Ende auch von einer entsprechenden Ausge
staltung des Widerlagers 9 gehalten bzw. überdeckt sein. An
dererseits ist der Balg 19 außen an der Stirnseite des Zy
linders 4 befestigt, beispielsweise mit Hilfe einer ringför
migen Klammer 22, die an einem Ende den Balg 19 übergreift
und am anderen Ende in eine Ringnut 23 in der Außenseite des
Zylinders 4 eingreift.
Damit die Klammer 22 zur Unterstützung der Abdichtung zwi
schen Balg 19 und Zylinder 4 hohe, radial nach innen wirken
de Andruckkräfte auf den Balg 19 übertragen kann, ist die
Stirnseite des Zylinders 4 mit einem hülsenartigen Fortsatz
31 axial verlängert, der im Bereich des den Balg 19 über
greifenden Endes der Klammer 22 die Kolbenstange 8 umgibt
und den Balg 19 unterstützt. Außerdem gewährleistet der
Fortsatz 31, daß der Balg 19 an einem an den Zylinder 4 an
grenzenden Bereich nicht auf der Kolbenstange 8 aufliegt, so
daß an dieser Stelle das Eindringen von Dämpfermedium zwi
schen Balg 19 und Kolbenstange 8 erleichtert wird.
Die Befestigungen des Balgs 19 sind durch Verpressen, Ver
klemmen od. dgl. so ausgebildet, daß sie in hohem Maße die
Balginnenseite nach außen abdichten. Dadurch ist der erfin
dungsgemäße Stoßdämpfer 5 nach außen hermetisch abgedichtet
bzw. abgeschlossen.
Tritt am erfindungsgemäßen Stoßdämpfer 5 eine stoßartige
Störkraft auf, wird die Kolbenstange 8 aus ihrer Ausgangsla
ge in den Zylinder 4 hineinbewegt. Dabei verkleinert sich
das Volumen der ersten Kammer 18 und das darin enthaltene
Fluid wird verdrängt. Um dies zu ermöglichen, ist zwischen
der Kolbenstangenaußenseite und der Zylinderinnenseite ein
Austauschkanal 24 vorgesehen, durch den das Fluid aus der
ersten Kammer 18 in eine zweite Kammer 25 entweichen kann,
die sich zwischen der Kolbenstangenaußenseite und der Bal
ginnenseite ausgebildet hat. Der Balg 19 besteht zu diesem
Zweck aus einem Material, das zumindest in radialer Richtung
bezüglich der Kolbenstange 8 eine entsprechende Flexibilität
und Elastizität aufweist.
Die Durchströmung des Austauschkanals 24 erfolgt gedrosselt.
Dazu kann beispielsweise der Austauschkanal 24 mit einem
entsprechenden Durchströmungsquerschnitt versehen sein.
Durch das Eintauchen oder Eindringen der Kolbenstange 8 in
den Zylinder 4 wird der Austauschkanal 24 verlängert, wo
durch der Strömungswiderstand und somit die Dämpfungs- bzw.
Drosselwirkung zunimmt. Folglich weist der erfindungsgemäße
Dämpfer ein progressives Dämpferverhalten auf.
Zur Erzielung einer geeigneten Drosselwirkung kann der Aus
tauschkanal 24 in Form einer oder mehrerer Längsnuten ausge
bildet sein, die auf der Zylinderinnenseite oder auf der
Kolbenstangenaußenseite ausgespart ist bzw. sind. Als Aus
tauschkanal 24 kann auch eine spezielle Bohrung vorgesehen
sein; ebenso kann ein Ringkanal zum Fluidaustausch dienen,
der sich bei entsprechend gewähltem Außen- bzw. Innendurch
messer zwischen der Kolbenstangenaußenseite und der Zylinde
rinnenseite ausbildet. Um eine geführte Axialbewegung zu ge
währleisten, können gegebenenfalls Führungsringe 26 vorgese
hen sein, die beispielsweise während den Verdrängerhüben bei
einem als Ringkanal ausgebildeten Austauschkanal 24 die Kol
benstange 8 in der Zylinderbohrung 15 des Zylinders 4 zen
trierend führen.
Beim Einschieben der Kolbenstange 8 in den Zylinder 4 bewe
gen sich die an der Stirnseite des Zylinders 4 bzw. an der
Kolbenstange 8 befestigten Enden des Balgs 19 aufeinander
zu, wobei dieser sich entsprechend Fig. 3 radial nach außen
ausbeult oder ausbaucht. Gleichzeitig wird die sich vergrö
ßernde zweite Kammer 25 durch den Austauschkanal 24 mit dem
aus der ersten Kammer 18 verdrängten Fluid befüllt, wodurch
ebenfalls die Ausbauchung oder Ausbeulung des Balgs 19 be
wirkt bzw. unterstützt wird. Dabei zeigt Fig. 3 eine maxima
le Endstellung für die Kolbenstange 8, bei der die erste
Kammer 18 ein minimales Volumen und die zweite Kammer 25 ein
maximales Volumen aufweist. Eine derartig große Verstellung
der Kolbenstange 8 in der Zylinderbohrung 15 wird jedoch bei
den in der Regel auftretenden Stößen bzw. Störkräften nicht
eintreten.
Nachdem ein Stoß gedämpft abgefangen wurde, bewirkt bei
spielsweise eine Feder (wie in Fig. 1 die Schraubendruckfe
der 10) eine Rückstellung der Kolbenstange 8 in ihre Aus
gangslage. Dabei wird der Balg 19 unter Verkleinerung des
Volumens seiner Kammer 25 wieder gestreckt. Das Fluid kann
dann aus der zweiten Kammer 25 über den Austauschkanal 24
wieder in die erste Kammer 18 zurückströmen. Die Rückström
bewegung wird dabei durch den sich in der ersten Kammer 18
ausbildenden Unterdruck und die radial nach innen wirkende
Elastizität des Balgs 19 bewirkt. Um die Rückströmbewegung
zu unterstützen bzw. zu beschleunigen, können entsprechende
Feder- oder Rückstellmittel vorgesehen sein, die von außen
auf den Balg 19 einwirken und diesen radial nach innen zur
Anlage an die Kolbenstange 8 antreiben. Die Rückstellung
kann auch dadurch bewirkt bzw. unterstützt werden, daß ein
Balg 19 verwendet wird, dessen Material in Achsrichtung der
Kolbenstange 8 relativ unflexibel, undehnbar ist, so daß der
Balg 19 an der Kolbenstange 8 zur Anlage kommt bzw. seine
Kammer 25 ihr minimales Volumen aufweist, wenn die Kolben
stange 8 ihre Ausgangslage erreicht. Eine derartige Ausrich
tung der Materialelastizität kann insbesondere mit in Achs
richtung der Kolbenstange 8 verlaufenden Armierungen, wie
z. B. Karbon-, Glasfasern oder Stahlseilen erzielt werden.
Um die Rückstellbewegung zu beschleunigen, kann bei einer
besonderen Ausführungsform auch ein Ventil, z. B. ein Rück
schlagventil, vorgesehen sein.
Zur Wartung oder Befüllung mit Dämpfungsfluid kann der
Pfropfen 16 aus dem Zylinder 4 herausgeschraubt werden, so
daß die erste Kammer 18 offenliegt und z. B. mit einem neuen
Fluid befüllt werden kann.
Während des Fluidaustausches von Kammer 18 nach Kammer 25
bewirkt die federnde Rückstellkraft des aufzuweitenden Balgs
19 eine Verstärkung der durch den Strömungswiderstand vorge
gebenen Dämpfung. Bei der Rückstellbewegung, wenn ein Flui
daustausch von Kammer 25 zu Kammer 18 stattfindet, bewirkt
die federnde Rückstellkraft des Balgs 19 eine Verringerung
der durch den Strömungswiderstand vorgegebenen Dämpfung.
Schon aus diesem Grund kann der erfindungsgemäße Stoßdämpfer
5 eine richtungsabhängige Dämpfungswirkung aufweisen.
Entsprechend Fig. 4 ist bei einer anderen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers 5 die Kolbenstange 8
durch eine zentrische Öffnung einer zylindrischen Trennwand
27 durchgeführt. Auf beiden Seiten der Trennwand 27 ist je
weils ein Balg 29 angeordnet, der an einem seiner Enden an
der Trennwand 27 und an seinem anderen Ende an der Außensei
te der Kolbenstange 8 befestigt ist. Dabei sind die Befesti
gungspunkte der Balge 29 an der Kolbenstange 8 so gewählt,
daß sie eine Verschiebebewegung entsprechend dem Doppelpfeil
a in axialer Richtung der Kolbenstange 8 ermöglichen, bei
der die Balge 29 auf der Kolbenstangenaußenseite abrollen,
wobei sich wechselseitig der eine Balg 29 bzw. eine darin
ausgebildete Kammer 30 vergrößert während sich der andere
Balg 29 bzw. die andere Kammer 30 im selben Maße verklei
nert. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird dabei der Aus
tauschkanal 24 durch einen Ringraum gebildet, der sich auf
grund des gegenüber dem Kolbenstangenaußendurchmesser ver
größerten Innendurchmessers der Öffnung in der Trennwand 27
ausbildet.
Zweckmäßigerweise ist die Trennwand 27 mit einer zylindri
schen, rohrförmigen Hülse 28 versehen, in der die Balge 29
untergebracht sind. Die Balge 29 sind an der Trennwand 27
entsprechend Fig. 4 radial so weit außen befestigt, daß sie
entlang der Innenseite der Hülse 28 abrollen können. Durch
die Anlage der Balge 29 sowohl an der Hülseninnenseite als
auch an der Kolbenstangenaußenseite können sämtliche radial
auf die Balge 29 wirkenden (Druck-)Kräfte von der Kolben
stange 8 bzw. von der Hülse 28 aufgenommen werden.
Ein entsprechend Fig. 4 ausgebildeter Stoßdämpfer weist in
beiden Verstellrichtungen der Kolbenstange 8 dieselbe Dämp
fungseigenschaft auf, während ein entsprechend den Fig. 2
und 3 ausgebildeter Stoßdämpfer in der Regel eine Hauptdämp
fungsrichtung aufweist.
Um dem erfindungsgemäßen Stoßdämpfer 5 eine besonders hohe
Dämpfungswirkung und/oder besonders kleine Abmessungen geben
zu können, wird vorzugsweise ein pastöses Fluid als Verdrän
ger-Medium verwendet. Ein derartiges, pastöses Dämpfer-Fluid
zeichnet sich durch seine hohe Viskosität aus.
Claims (11)
1. Stoßdämpfer in Form eines Verdränger-Aggregates mit einem
relativ beweglichen und einem relativ stationären Bauteil,
bei dem zur Dämpfung bei Verdrängerhüben ein Fluid gedros
selt zwischen zwei Kammern ausgetauscht wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß beide Kammern (18, 25; 30) nach außen hermetisch abge
schlossen sind, wobei wenigstens eine der Kammern (25; 30)
von einem Balg (19; 29) umhüllt ist, der einerseits am beweg
lichen und andererseits am stationären Bauteil (8) bzw.
(4; 27) des Verdränger-Aggregates (5) abgedichtet befestigt
ist.
2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das stationäre Bauteil als Zylinder (4) ausgebildet ist,
der ein Sackloch (15) aufweist, in dem das als kolben- oder
plungerartiger Verdränger (8) ausgebildete bewegliche Bau
teil verstellbar ist, wobei zwischen dem Grund des Sacklo
ches (15) und der diesem zugeordneten Stirnseite (17) des
Verdrängers (8) eine der Kammern (18) ausgebildet ist.
3. Stoßdämpfer nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sackloch (15) mit einem Pfropfen (16) dicht ver
schlossen ist, der insbesondere an der dem Verdränger (8)
gegenüberliegenden Seite mit dem Zylinder (4) verschraubt
ist.
4. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Balg (19) bei minimalem Volumen seiner Kammer (25)
eng an dem Verdränger (8) anliegt und mit zunehmendem Volu
men seiner Kammer (25) radial nach außen ausbaucht.
5. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Balg (19) Vorspannmittel zugeordnet sind, die so auf
den Balg (19) einwirken, daß das in seiner Kammer (25) ent
haltene Fluid in Richtung auf die andere Kammer (18) ange
trieben ist.
6. Stoßdämpfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das stationäre Bauteil als Trennwand (27) ausgebildet
ist, die von dem als plunger- oder kolbenartigen Verdränger
(8) ausgebildeten beweglichen Bauteil durchdrungen ist, wo
bei auf beiden Seiten der Trennwand (27) jeweils ein eine
Kammer (30) bildender Balg (29) an der Trennwand (27) und am
Verdränger (8) abgedichtet befestigt ist.
7. Stoßdämpfer nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trennwand (27) in einer zylindrischen Hülse (28) an
geordnet ist, wobei jeder Balg (29) bei Verdrängerhüben ei
nerseits auf der Außenseite des Verdrängers (8) und anderer
seits auf der Innenseite der Hülse (28) abrollend zur Anlage
kommt.
8. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Kammern (18, 25; 30) über wenigstens einen Aus
tauschkanal (24) kommunizierend miteinander verbunden sind,
dessen Querschnittsfläche einen gedrosselten Fluidaustausch
zwischen den beiden Kammern (18, 25; 30) bewirkt.
9. Stoßdämpfer nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Austauschkanal (24) in Form einer Nut, Rille, Boh
rung od. dgl. im Zylinder (4) bzw. in der Trennwand (27) oder
im Verdränger (8) ausgebildet ist.
10. Stoßdämpfer nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Austauschkanal (24) durch einen Ringspalt gebildet
ist, der sich zwischen der Zylinder- bzw. Trennwandinnensei
te und der Verdrängeraußenseite ausbildet, wenn der Verdrän
geraußendurchmesser entsprechend kleiner als der Zylinder- bzw.
Trennwandinnendurchmesser gewählt ist.
11. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein pastöses Verdrängerfluid oder Dämpfermedium verwen
det wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19741266A DE19741266A1 (de) | 1997-08-05 | 1997-09-19 | Stoßdämpfer |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29716133U DE29716133U1 (de) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | Schuhhalteraggregat |
DE19741266A DE19741266A1 (de) | 1997-08-05 | 1997-09-19 | Stoßdämpfer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19741266A1 true DE19741266A1 (de) | 1999-02-11 |
Family
ID=8045716
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19741266A Withdrawn DE19741266A1 (de) | 1997-08-05 | 1997-09-19 | Stoßdämpfer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19741266A1 (de) |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8141 | Disposal/no request for examination |