DE2149413A1

DE2149413A1 - Bewegungsdaempfer

Info

Publication number: DE2149413A1
Application number: DE19712149413
Authority: DE
Inventors: Airheart Franklin Benjamin
Original assignee: Airheart Products Inc
Current assignee: Airheart Products Inc
Priority date: 1970-10-05
Filing date: 1971-10-04
Publication date: 1972-04-06
Also published as: US3690413A; DE2149413C3; DE2149413B2; GB1316929A

Description

DlPl—ΙΝβ. DR. IUR. DIPL.-ING. VOLKER BUSSE DIETRICH BUSSE

45 Osnabrück, den 1. Oktober 1971

MOSERSTRASSE 2Ο/24- VB / P i

AIRHEART PRODUCTS INC.

20235 Bahama, Chatsworth, California 91311» Ü.S.A.

Bewegungsdämpfer

Die Erfindung bezieht sich auf Bewegungsdämpfer und betrifft insbesondere zweistufige Bewegungsdämpfer.

Wenn ein Teil einer Schwingbewegung ausgesetzt ist, ist es oftmals erwünscht, diese Bewegung zu dämpfen, z. B. durch Aufbringung einer durch ein oder mehrere Reibkissen erzeugten Bremskraft. Dort, wo enge räumliche Verhältnisse die Begrenzung des Dämpfers auf einen sehr kleinen Raum vorschreiben, ergibt sich das Problem eines wirksamen Dämpfens mittels einer kompakten Vorrichtung. Dieses Problem ist besonders akut, wenn der Dämpfer mehrere Kraftanwendungsstufen haben muß, um übermäßige Schwingungsausschläge des Bewegungsteils zu dämpfen, wie dies beispielsweise bei der Dämpfung von Hubschrauberrotoren auftritt.

Erfindungsgemäß ist ein zweistufiger Bewegungsdämpfer vorgesehen, der gekennzeichnet ist durch a) einen in entgegen-

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gesetzten Richtungen bewegbaren Teil, b) eine Reibungseinrichtung, die zum Entwickeln von die Bewegung hemmender 'Dämpfungskraft an einer Seite des Bewegijngsteils zur Anlage kommt, c) eine Federung zum Ausüben bzw. übertragen einer Kraft, "die die Reibungseinrichtung an den Bewegungsteil andrückt, und d) eine auf den Druck eines Mediums ansprechende Betätigungseinrichtung, die zu ausgewählten Zeiten zum Entwickeln einer zusätzlichen Kraft zum Andrücken der Reibungseinrichtung an den Bewegungsteil betätigbar ist. Vorzugsweise weist die Reibungseinrichtung zumindest zwei Reibelemente bzw. -kissen auf und das Bewegungsteil umfaßt im Abstand zueinander angeordnete, parallele Glieder, deren gegenüberliegende Flächen mit den übereinander aufgestockten Reibkissen in Eingriff stehen. Hierdurch wird ein äußerst kompaktes System geschaffen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung im einzelnen kann ein Tragteil ein erstes Reibelement bzw. Reibkissen abstützen, die Betätigungseinrichtung einen ein zweites Kissen abstützenden Druckkolben aufweisen und ein drittes Kissen kann zwischen dem zweiten und dem ersten Kissen angeordnet sein, um von dem zweiten Kissen und demiDruckkolben gegen das erste Kissen gedrückt zu werden und dadurch die Glieder zwischen den Kissen einzu- , klemmen. Eine zwischen den Gliedern vorgesehene Platte kann das dritte Reibkissen schwimmend bzw. flotierend abstützen, um desser Verlagerung und den Ausgleich ungleichmäßiger Abnutzung an seinen entgegengesetzten Flächen zu ermöglichen, wobei die Platte mit dem Tragteil verbunden ist, um ihrerseits senkrecht zu der Richtung der Bewegung des Bewegungsteils zu flotieren.

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Die Betätigungseinrichtung kann außerdem einen Zylinder umfassen, in der der Druckkolben eingepaßt ist, welcher zwischen der Federung und der Reibungseinrichtung angeordnet ist. Dabei können Verbindungsglieder den Zylinder und das Tragteil an entgegengesetzten Seiten des Bewegungsteils im Abstand zueinander halten, wobei Abstandshalter an den Verbindungsgliedern den Bewegungsteil zwischen sich führen oder begrenzen können. Außerdem können Mittel vorgesehen sein, die ansprechend auf übermäßige Bewegung des Bewegungsteils die übertragung von erhöhtem Mediumdruck auf den Druckkolben bewirken.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Zweistufendämpfer,
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 in Fig. 1

Die Fig. 1 zeigt einen Teil 10, der, wie bei 11 angedeutet, in entgegengesetzten Längsrichtungen bewegbar ist. Wie lediglich zu Erläuterungszwecken dargestellt, kann sich der Bewegungsteil 10 in Abhängigkeit einer aufgebrachten Schwingkraft, wie sie z. B. durch seitlichen Ausschlag eines Hubschrauberrotors 12 übertragen wird, bewegen. Die beschriebene Anordnung ist auf diesem Gebiet besonders zweckdienlich. Der Bewegungsteil 10 kann in parallelem Abstand zueinander angeordnete Glieder 10a und 10b umfassen, die, wie dargestellt, z. B. durch Stiftverbindungen 13 miteinander gekoppelt sein können, um eine Trennung der

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Glieder zu begrenzen, sie aber nicht zusammenzusperren bzw. zusammenzuschließen.

Der Dämpfer umfaßt weiter eine Reibungseinrichtung, die an· einer Seite der Glieder zur Anlage kommt und eine die Bewegung des Teils 10 hemmende Dämpfungskraft entwickelt. Die Reibungseinrichtung kann in sehr vorteilhafter Weise aus zumindest zwei Reibkissen bzw. -elementen bestehen, die an entgegengesetzten Flächen des Teils 10 zur Anlage kommen. Wie veranschaulicht, sind drei solcher Reibelemente 14, 15 und 16 vorgesehen, die aus Bremsbelag oder ähnlichem Material bestehen können, wobei die Reibelemente I¹I und 16 mit den entgegengesetzten Außenflächen der Glieder 10a und 10b und das Reibelement 15 an den einander gegenüberliegenden Innenflächen der Glieder 10a und 10b zur Anlage kommen und zum Entwickeln größerer Dämpfungskraft in übereinandergestock-tem Verhältnis angeordnet sind.

Der Dämpfer umfaßt weiterhin eine Federung zum übertragen einer Kraft F, die die Reibelemente I¹I bis 16 in Anlage an die Glieder 10a und 10b drückt, um dadurch die Vor- und Zurückbewegung des Teils 10 zu dämpfen. Hierbei bildet die durch die Federung, die

17 z. B. aus einem Stapel von Belleville-Unterlagscheiben/bestehen kann, entwickelte Kraft eine genügend große Kraft F, um die seitliche Bewegung des Teils 10 innerhalb eines vorbestimmten engen Bewegungsbereiches ausreichend zu dämpfen.

Bei Ansteigen der Bewegung über die Grenzen jenes Bereiches hinaus wird, wie nachstehend beschrieben, eine zusätzliche Kraft F

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entwickelt, um die Schwingungsausschläge des Teils 10 beispielsweise auf den ursprünglich begrenzten Bereich zu verringern.

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Eine derartige zusätzliche Kraft wird typischerweise z. B.

mittels einer in dem dargestellten Beispiel im Ganzen mit 18 bezeichneten, auf Mediumdruck ansprechenden Betätigungseinrichtung entwickelt. Die Betätigungseinrichtung umfaßt einen Druckkolben 31, der innerhalb einer Bohrung 19 eines Antriebszylinders 20 an einer Seite des Teils 10 eingeschlossen ist und ansprechend auf Beaufschlagung einer von Zylinder und Druckkolben gebildeten Kammer 21 durch Mediumdruck in der Bohrung verschiebbar ist. Der Druck kann von einer Druckquelle 22 über eine Leitung 23 und einen Anschluß 24 auf die Kammer aufgebracht werden. Eine O-Ring· dichtung 25 dichtet den Zylinderrand 26 und den Druckkolbenrand 27 gegeneinander ab. Der Stapel von Belleville-Unterlagscheiben ist vorteilhaft in der Kammer 21 innerhalb einer durch den Druckkolben gebildeten Aussparung 28 eingeschlossen.

Eines der Reibungselemente, z. B. das Reibelement 16, wird von einem Tragteil 29 in Form einer Platte abgestützt, die zur teilweisen Aufnahme des Reibelements 16 bei 30 mit einer Ausnehmung versehen ist. Der Druckkolben 31 stützt ein zweites der Reibelemente ab, z. B. das Element 14, z. B. mittels einer wie dargestellt in dem Druckkolben ausgebildeten Ausnehmung 32 zur teilweisen Aufnahme des Elementes 14. Das zwischen den Gliedern 10a und 10b gelegene dritte Element 15 ist derart mit der Platte 29 verbunden, daß eine Flotation desselben in einer durch die Pfeile 33 angedeuteten seitlichen Richtung möglich ist. Eine solche Flotation ermöglicht einen Ausgleich der Abnutzung an den

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Bremsbelag- bzw. Reibelementen. Die erwähnte Verbindung kann durch eine Einrichtung bewirkt werden, die eine Platte 34 umfaßt, welche in Längsrichtung zwischen die Glieder 10a und 10b ragt und bei 35 eine durchgehende Öffnung zur Aufnahme des Elementes 15 im Flotationsverhältnis zu der Platte aufweist, um ungleichmäßige Abnutzung seiner entgegengesetzten Flächen auszugleichen. Die Platte 34 ist ihrerseits für eine Flotation in seitlicher Richtung abgestützt, z. B. durch Verbindungsglieder 36, die an dem Tragteil bzw. der Platte 29 und ebenso an dem Zylinder 20 befestigt sind und das Tragteil 29 und den Zylinder 20 an gegenüberliegenden Seiten der Glieder 10a und 10b zusammenhalten. Rohrförmige Abstandshalter 37 halten dabei den Zylinder 20 und die Platte 29 in dem erforderlichen Abstand und halten ebenso die Platte 34 derart, daß diese in seitlicher Richtung flotieren kann, während sie in Längsrichtung festgehalten wird. Dementsprechend wird eine äußerst kompakte und zur Ausführung einer Vielzahl von Funktionen wirksame Einrichtung geschaffen. Eine Halterung 39 kann die Dämpfungsrichtung in geeigneter Weise tragen bzw. abstützen. Die Stiftverbindungen 13 ermöglichen eine Bewegung des Gliedes 10b in Richtung zu dem Glied 10a.

Die Fig. 1 zeigt, wie die Glieder 10a und 10b zwischen einander gegenüberliegenden Paaren von Verbindungsgliedern 36 vorstehen, wobei die gegenüberliegenden Ränder 40 und 41 der Glieder 10a und 10b mit den als Führungen wirkenden rohrförmigen Abstandshaltern oder Buchsen 37 in Eingriff kommen können. Dementsprechend sind die Glieder 10a und 10b gegen seitliches Bewegen in die durch die Pfeile 43 in Fig. 1 angegebenen Richtungen blockiert.

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Im Betrieb wird die in Längsrichtung hin und her verlaufende Schwingbewegung der Glieder 10a und 10b zu jeder Zeit in Abhängigkeit von der ausgeübten Federkraft F teilweise gedämpft bzw. gedrosselt, wobei die Dämpfung derart ist, daß die Amplitude der Schwingbewegung auf einen engen Bereich begrenzt wird, wie beispielsweise bei 44 in Fig. 1 veranschaulicht, übersteigt die Bewegung den vorbestimmten Bereich, so wird der Mediumdruck in der Kammer 21 erhöht, um, wie beschrieben, zusätzliche Klemmkraft F zu erzeugen, wodurch die Bewegung des Teiles 10 zur übertragung erhöhten Mediumdrucks auf die Betätigungseinrichtung 18 verringert wird. Beispielsweise kann ein Kontaktarm

46 an dem Glied 10a mit einem der beiden Kontakte 47 und 48 in Eingriff kommen, die zum Schließen eines Stromkreises durch einen Solenoid bzw. eine Magnetspule S zum Betätigen eines Ventils in einer Richtung zum Erhöhen der Mediumdruckübertragung von der Pumpe 22 zur Betätigungseinrichtung betätigbar sind. In dem Solenoid kann ein Relais eingebaut sein, um ihn in erregtem Zustand zu halten, während der Kontaktarm zwischen den Kontakten

47 und 48 hin- und herwandert, das Jedoch abfällt, nachdem der Kontaktarm 46 seinen Ausschlag derart verringert, daß er nicht mehr an den Kontakten anschlägt.

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Claims

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Patentansprüche:

Zweistufiger Bewegungsdämpfer, gekennzeichnet durch

a) einen in entgegengesetzten Richtungen bewegbaren Teil (10);

b) eine Reibungseinrichtung (1*0, die zum Entwickeln von die Bewegung hemmender Dämpfungskraft an einer Seite des Bewegungsteils (10) zur Anlage kommt;

c) eine Federung (17) zum Ausüben bzw. übertragen einer Kraft, die die Reibungseinrichtung an den Bewegungsteil (10) andrückt ; und

d) eine auf den Druck eines Mediums ansprechende Betätigungseinrichtung (18), die zu ausgewählten Zeiten zum Entwickeln einer zusätzlichen Kraft zum Andrücken der Reibungseinrichtung an den Bewegungsteil (10) betätigbar ist.
2. Bewegungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ^ daß die Reibungseinrichtung aus zumindest zwei Reibelementen (14, 15) besteht, die an entgegengesetzten Flächen des Bewegungs· teils (10) zur Anlage kommen.
3. Bewegungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsteil (10) im Abstand zueinander angeordnete, parallele Glieder (10a, 10b) umfaßt und die Reibungseinrichtung aus Elementen (14, 15, l6) besteht, die an entgegengesetzten Flächen eines jeden Gliedes zur Anlage kommen.

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4. . Bewegungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Tragteil (29), das eines der Reibungselemente (l6) abstützt, einen von der Betätigungseinrichtung (18) umfaßten Druckkolben (31) , der ein zweites Reibungselement (14) trägt, und ein drittes Reibungselement (15), das zwischen den Gliedern (10a, 10b) vorsteht, wobei Verbindungsglieder (34 etc.) vorgesehen sind, die das dritte Reibungselement mit dem Tragteil (29) verbinden und ein Flotieren des dritten Reibungselements in einer zur Bewegungsrichtung des Bewegungsteils (10) senkrechten Richtung ermöglichen.
5. Bewegungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsglieder eine Platte (34) umfassen, die zwischen die Glieder (10a, 10b) des Bewegungsteils (10) ragt und das dritte Reibungselement flotierend abstützt, und wenigstens ein Verbindungsstück (36) aufweisen, das die Platte (34) abstützt und an dem Tragteil (29)· befestigt ist.
6. Bewegungsdämpfer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung einen Zylinder (20) umfaßt, in dem der den zwischen der Federung (17) und der Re'ibungseinrichtung (14) angeordnete Druckkolben (31) teleskopartig verschiebbar gehalten ist.
7. Bewegungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstücke (36) den Tragteil (29) und den Zylinder (20) an entgegengesetzten Seiten der Glieder (10a, 10b) zusammenhalten und die Federung (17) zwi-

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sehen dem Zylinder (20) und dem Druckkolben (31) eingeschlossen
8. Bewegungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1«bis 7, gekenn-

zeichnet durch an den Verbindungsstücken (36) vorgesehene Abstandshalter (37), zwischen denen das Bewegungsteil (10) für seine Bewegung begrenzt bzw. geführt ist.
9. Bewegungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel (47, 48 etc.), die auf übermäßige Bewegung des Bewegungsteiles (10) ansprechen und eine übertragung von erhöhtem Mediumdruck auf die Betätigungseinrichtung zur Entwicklung der zusätzlichen Kraft bewirken.
10. Bewegungsdämpfer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Bewegungsteil (10) ein Hubschrauberrotor (12) verbunden ist und seine Bewegung auf diesen überträgt.

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