DE2457042A1

DE2457042A1 - Dreh-stossdaempfer

Info

Publication number: DE2457042A1
Application number: DE19742457042
Authority: DE
Inventors: Rene Lucien
Original assignee: Messier SA
Current assignee: Messier SA
Priority date: 1974-01-02
Filing date: 1974-12-03
Publication date: 1975-07-10
Also published as: SE7415937L; DE2457042C2; FR2256347A1; GB1488390A; FR2256347B1

Description

DIPL-ING. HORST ROSE DF PL- ING. PETER KOSEL

PATENTANWÄLTE

33S3BadGandenheb!!,"-2. Dezember 1974

Postfach 129

Hohehhöfan 5

Telefon: (05382) 2842

Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandarshelm

Unsere Akten-Nr. 2506/47

MESSIER .

Patentgesuch vom 2. Dezember 1974

MESSIER '
15, Avenue d¹EyIau
75116 Paris / FRANKREICH

Dreh-Stoßdämpfer

Die Erfindung betrifft einen Dreh-Stoßdämpfer, vorzugsweise für die Aufhängung von Fahrzeugen aller Art.

Ein erfindungsgemäßer Dreh-Stoßdämpfer ist gekennzeichnet durch ein vorzugsweise etwa rohrförmiges Gehäuse, dessen Arbeitsraum mit einer hochviskosen Dämpffiüssigkeit gefüllt ist und mindestens zwei feststehende innere Flügel aufweist, welche sich vorzugsweise diametral gegenüberliegen und welche in Richtung zur Längsachse des Gehäuses verlaufen, wobei der Arbeitsraum an einem Ende durch einen Boden und am anderen Ende durch ein entfernbares Schließglied verschlossen ist, ferner gekennzeichnet durch eine Welle, welche außen über ein Übertragungsglied (8) mit einem zu dämpfenden System verbindbar und in Lagern drehbar angeordnet ist, welch letztere sich in dem Boden und dem Schließglied befinden, wobei der im Arbeitsraum befindliche Wellenabschnitt ein relativ kleines Spiel mit den Enden der feststehenden Flügel aufweist und auf praktisch seiner

Bankkonto: Norddeutsche Landesbank, Filiale Bad Gandershelm, Kto.-Nr. 22.118.970 · Postscheckkonto: Hannover 68715 ·

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gesamten Länge mit mindestens zwei Drehflügeln versehen ist, welche jeweils abwechselnd mit den feststehenden Flügeln angeordnet sind und die Enden dieser Drehflügel mit der Wand des Arbeitsraums ein relativ großes radiales Spiel bilden. Ein wesentlicher Vorteil eines solchen Stoßdämpfers ist darin zu sehen, daß die viskose Flüssigkeit keine Abdichtung erfordert, also keine präzisen Toleranzen zwischen den verschiedenen Teilen des Stoßdämpfers und auch keine komplizierten Ventile zum Erzeugen der Dämpfungskräfte. Dies steht im Gegensatz zu den üblichen Verfahren, wo übliche hydraulische Flüssigkeiten verwendet werden. Man erhält also durch die Erfindung einen besonders wirtschaftlichen Stoßdämpfer. ·

Mit besonderem Vorteil kann man einen erfindungsgemäßen Stoßdämpfer so ausbilden, daß der Boden und das Schließglied jeweils mit den Enden der Drehflügel ein ziemlich großes Spiel bilden, um eine Teilefertigung mit großen Toleranzen zu ermöglichen.

Das relativ große Spiel, welches einerseits zwischen den feststehenden Flügeln und dem inneren Abschnitt der' Welle und andererseits zwischen den Drehflügeln und der Wand des Arbeitsraums vorhanden ist, ermöglichen es, diese Flügel und diese Wand durch Vorrichtungen herzustellen, welche keine: präzisen Bearbeitungsvorgänge erfordern,, Diese Teile können im rohgegossenen oder roh- gesenkgeschmiedeten Zustand bleiben und brauchen nur kugelgestrahlt zu werden, um eine für die angestrebte Verwendung ausreichende Oberflächenqualität zu erhalten. Gerade die Verwendung einer hochviskosen Flüssigkeit ermöglicht es, den Arbeitsspielen zwischen den aktiven Teilen des Stoßdämpfers entsprechend hohe Werte zu geben. . ■

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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben'sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, sowie aus den Unteransprüchen. Es. zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stoßdämpfers, gesehen längs der Linie I-I der Fig. 2, und

Fig. 2 einen Schnitt gesehen längs der Linie II-II der Fig. 1. ■

Der im Ausführungsbeispiel dargestellte Dreh-Stoßdämpfer hat ein Gehäuse 1, welches mit einer Ausnehmung 2 _; versehen ist, die an einem Ende mit einem Boden 3 und am anderen Ende mit einem Schließglied 4 versehen ist, das z.B. mittels eines Gewindes 5 befestigt ist. Von der Innenwand des Gehäuses 1 springen zwei feststehende Flügel 6, 7, vor, welche einander diametral gegenüberliegen und zur Längsachse des Gehäuses 1 hin gerichtet sind. An einem Ende einer Welle 10 ist ein äußerer Steuerhebel 8 in geeigneter Weise befestigt, z.B. wie dargestellt mittels eines Konus ' und einer Sicherungsmutter 9· Der Hebel 8 ist an seinem ; freien Ende mit einem nicht dargestellten System verbunden, j dessen Schwingungen gedämpft werden sollen. (Dies könnte ! z.B. ein Rad eines Fahrzeugs sein.) Die-linearen Schwingungs-:

bewegungen dieses Systems werden auf die Welle 10 übertragen ; und dort in alternierende Drehbewegungen umgeformt. · I

Im Boden 3 und im Schließglied 4 sind axiale Ausnehmungen

zur Aufnahme der Enden der Welle 10 vorgesehen, wobei je- j weils Lager 11 bzw. 12 und Dichtglieder 13, 14, 15.vorgesehen

sind. Wie Fig. 2 klar zeigt, trägt der im Inneren der Ausnehmung 2 befindliche Abschnitt der Welle 10 auf seiner ganzen Länge zwei Drehflügel 16, 17, die zweckmäßig einstückig mit diesem Wellenabschnitt ausgebildet sind und etwa radial zu ihm verlaufen. Die Flügel 16, 17 sind wie dargestellt abwechselnd mit den Flügeln 6, 7 angeordnet"und sie könnten auch getrennt von der Welle 10 hergestellt und auf dieser in geeigneter Weise befestigt werden. Auch sind

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natürlich im Rahmen der Erfindung andere Flügelzahlen möglich, doch wird die Flügelzahl nach dem Ausführungsbeispiel bevorzugt.

Der Durchmesser der Welle 10 im Raum 2 ist etovas kleiner als der Abstand zwischen den freien Enden der feststehenden Flügel 6, 7· In der Praxis sieht man zwischen der Welle 10 und den Enden dieser Flügel 6, 7 ein relativ großes radiales Spiel J1 vor, das mindestens ausreicht, um eine relativ grobe Bearbeitung dieser Teile ausreichen zu lassen. Zwischen den Enden der Drehflügel 16, 17 und der Wand der Ausnehmung 2 wird ein Radialspiel J2 vorgesehen, das größer ist als das Radialspiel J1. Schließlich werden relativ kleine Längsspiele J3 und J4 zwischen den Endflächen der Drehflügel und den Innenseiten- 18 und 19 des Bodens 3 bzw. des Schließglieds 4 vorgesehen.

Das Schließglied 4 geht auf seiner vom Raum 28 abgewandten Seite über in einen rohrförmigen Abschnitt kleineren Durchmessers, auf dessen Außenseite ein Kolben 21 verschiebbar angeordnet ist. Dieser Kolben 21 gleitet auch auf der Innenwand der hier zylindrischen Ausnehmung 2, wobei , zur Abdichtung nach außen und innen wie dargestellt zwei Dichtglieder 22 und 23 dienen. Der Kolben 21 wird durch ein Federglied in Richtung zum Schließglied 4 gedrückt, welches Federglied hier die Form eines Stapels von Tellerfedern 24 hat, die sich einerseits am Kolben 21 und andererseits an einem Verschlußdeckel 25 abstützen, welch letzterer am Gehäuse 1, z.B. wie dargestellt mittels Schrauben 26, befestigt ist.

An seinem flanschartig verbreiterten Abschnitt sind im Schließglied 4 mehrere relativ enge Bohrungen 27 vorgesehen, welche eine ständige Verbindung herstellen zwischen dem Arbeitsraum 28 (zwischen der Ausnehmung 2 und den verschiedenen Flügeln) und einer Ausdehnungskammer 29 zwischen dem Kolben 21 und dem Schließglied 4. An diesem

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flanschartig verbreiterten Abschnitt sind ferner mehrere. Bohrungen 30 größeren Durchmessers vorgesehen, und diese sind mit Rückschlägventilen versehen, z.B. in Form von elastischen Streifen 31» welche diejenigen Enden dieser Bohrungen 30 überdecken, die iin Arbeitsraum 28 münden. Die Streifen 31 sind wie dargestellt am Schließglied 4 befestigt, z.B. mittels Schrauben oder Nieten 32.

Der Arbeitsraum 28 und die Ausdehnungskammer 29 sind ganz mit einer hochviskosen Flüssigkeit gefüllt,- z.B. mit einem Öl auf Silikonbasis.· Zum vollständigen Füllen sind eine Füllöffnung und eine Entlüftungsöffnung vorgesehen, die durch Schrauben 33 und 34 verschlossen sind.

Die feststehenden Flügel 6, 7 und die Drehflügel 16, 17 unterteilen den Arbeitsraum 28 in vier Arbeitskammern 28a bis 28d, vgl. Fig. 2. Die Kammern 28a und 28b sowie die Kammern 28c und 28d sind durch das relativ große radiale Spiel J2 getrennt. Andererseits sind die Kammern "28a und 28c sowie die Kammern 28b und 28d durch das relativ kleine radiale Spiel J1 getrennt. Wie oben bereits ausgeführt wurde, ist das Spiel J1 groß genug, um Anpassungsarbeiten zwischen der Welle 10 und den" Enden der Flügel 6, 7 entbehrlich zu machen.

Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers beruht im wesentlichen auf den von der viskosen Flüssigkeit erzeugten Viskositätskräften. Diese Flüssigkeit hat das Bestreben, sich der Verschiebung der Flügel 16, 17 zu widersetzen, wenn die Welle 10 durch die Schwingungen des zu bedämpfenden Systems in alternierende Drehbewegungen versetzt wird. Während der Schwingungen nehmen die Volumina der Arbeitskammern 28a und 28b jeweils ab oder zu, und zwar wächst bei einer Drehbewegung des Flügels 17 jeweils das Volumen der einen Kammer, während das der anderen abnimmt. Genau dasselbe gilt für die Kammern 28c und 28d. Es wird also durch die radialen Spalte J2 viskose

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Flüssigkeit von der einen Arbeitskammer zur nächsten überführt. Die bei dieser Überführung entstehenden Viskositätskräfte wirken auf die Flügel und ergeben das gewünschte Dämpfmoment. Da das Spiel J1 nur klein ist, ist die Überführung von Flüssigkeit zwischen den Kammern 28a, 28c und den Kammern 28b 28d praktisch vernachlässigbar.

Infolge ihres kleinen Werts beeinflussen die Spiele J1, J3 und J4 nicht die Übertragungscharakteristiken zwischen den Arbeitskammern 28a, 28b einerseits und 28c, 28d andererseits.

Wie Fig. 2 klar zeigt, sind die Drehflügel 16, 17 symmetrisch bezüglich der Achse O der. Welle 10, aber •unsymmetrisch bezüglich der Achse X^f-X, welche senkrecht zur Symmetrieebene der feststehenden Flügel 6, 7 verläuft. Diese Unsymmetrie bewirkt je nach Drehrichtung verschieden große Dämpfkräfte, also eine Unsymmetrie dieser Dämpfkräfte, was bei vielen Anwendungsfällen erwünscht ist. Diese Unsymmetrie ist eine Folge davon, daß die Strömungsgesetze der Flüssigkeit um diese unsymmetrischen Flügel herum modifiziert werden.

Die engen Bohrungen 27 wirken als Drosseln; durch sie wird bei einer Temperaturerhöhung das überschüssige Flüssigkeitsvolumen in die Ausdehnungskammer 29 übertragen, welche ihr Volumen durch Verschiebung des Kolbens 21 entgegen der Kraft der Tellerfedern 24 vergrößern kann.

Bei abnehmender Temperatur nimmt das Flüssigkeitsvolumen im Raum 28 ab. Dann drückt der Kolben 21 unter der Wirkung der Tellerfedern 24 die Flüssigkeit aus der Ausdehnungskammer 29 in den Arbeitsraum 28 des Stoßdämpfers, da dieser Arbeitsraum ständig voll gefüllt sein muß, um ein optimales Arbeiten des Stoßdämpfers sicherzustellen. Dabei strömt die Flüssigkeit durch die relativ weiten Bohrungen 30 und die - sich hierbei öffnenden - Rückschlagventile 31, welche der Strömung nur einen sehr kleinen

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Widerstand entgegensetzen. Die Aufgabe der Rückschlagventile 31 in Verbindung mit den engen Bohrungen 27 ist es, zu verhindern, daß beim Betrieb des Stoßdämpfers unter der Wirkung evtl. Schwankungen des Innendrucks im Arbeitsraum 28 die dort befindliche Flüssigkeit in die Ausdehnungskammer 29 fließt, was die richtige Arbeitsweise des Stoßdämpfers beeinträchtigen könnte, da dann die richtige Füllung aller Arbeitskammern 28a bis 28d nicht mehr gewährleistet wäre.

Patentanwälte

Dipl.-Ing. Horst Rose Dipl.-Ing. Peter Kosel

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Claims

Pat entansprüche

Dreh-Stoßdämpfer, gekennzeichnet durch ein vorzugsweise^etwa rohrförmiges Gehäuse (1) dessen Arbeitsraum (28) mit einer hochviskosen Dämpfflüssigkeit gefüllt ist und mindestens zwei feststehende innere Flügel (6,7) aufweist, welche sich vorzugsweise diametral gegenüberliegen und welche in Richtung zur Längsachse (0) des Gehäuses (1) verlaufen, wobei der Arbeitsraum (28) an einem Ende durch einen Boden (3) und am anderen Ende durch ein entfernbares Schließglied (4) verschlossen ist, ferner gekennzeichnet durch eine Welle (10), welche außen über ein Übertragungsglied (8) mit einem zu dämpfenden System verbunden und in Lagern (13,14) drehbar angeordnet ist, welch letztere sich in dem Boden (3) und dem Schließglied (4) befinden, wobei der im Arbeitsraum (28) befindliche Wellenabschnitt (10) ein relativ kleines Spiel (J1) mit den Enden der feststehenden Flügel (6,7) aufweist und auf praktisch seiner gesamten Länge mit mindestens zwei Drehflügeln (16,17) versehen ist, welche jeweils abwechselnd mit den feststehenden Flügeln (6,7) angeordnet sind und die Enden dieser Drehflügel (16,17) mit der Wand (2) des Arbeitsraums (28) ein relativ großes radiales Spiel (J2) bilden.
2. Dreh-Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehflügel (16,17) symmetrisch zur Achse (0). der Welle (10) sind und unsymmetrische aktive Flächen aufweisen, um verschieden große Dämpfkräfte zu erzeugen, je nach dem, ob sich die Welle (10) in der einen oder der anderen Richtung dreht,

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Ra/Rg.

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3. Dreh-Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (3) und das Schließglied (4) jeweils mit den Enden der Drehflügel (16,17) ein ziemlich großes Spiel (J3>J4) bilden, um ein Teilefertigung mit großen. Toleranzen zu ermöglichen.
4. Dreh-Stoßdämpfer nach mindestens einem' der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehflügel (16,17)' einstückig mit der Welle (10) ausgebildet sind, und daß die feststehenden Flügel (6,7) einstückig mit dem Gehäuse (1) ausgebildet, sind.
5. Dreh-Stoßdämpfer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der vom Arbeitsraum (28) abgewandten Seite des Schließglieds (4) im Gehäuse (1) eine Ausdehnungskammer (29) vorgesehen ist, welche als Verschluß einen federbelasteten Kolben (21) auf v/eist, und daß zwischen Ausdehnungskammer (29) und Arbeitsraum (28), vorzugsweise im Schließglied (4), mehrere relativ enge Durchlässe (27) und mehrere etwas größere Durchlässe (30) vorgesehen sind, welch letzteren jeweils ein Rückschlagventil (31) zugeordnet ist, das ein Fließen von viskoser Flüssigkeit _Λ vom Arbeitsraum (21) zur Ausdehnungskammer (29) verhindert.
6. Dreh-Stoßdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile jeweils einen elastischen Streifen (31) aufweisen, welcher an der dem Arbeitsraum (28) zugewandten Seite des Schließglieds (4) befestigt ist. .
7» Dreh-Stoßdämpfer nach Anspruch 5 oder 6; dadurch gekennzeichnet, daß der der Ausdehnungskammer (29) zugeordnete federbelastete Kolben (21) auf einem axialen Fortsatz des Schließglieds (4) und gleichzeitig in einer Innenböhrung des Gehäuses (1) dichtend verschiebbar angeordnet ist.

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8. Dreh-Stoßdämpfer nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Federbelastung des Kolbens (25) ein Stapel von Tellerfedern (24) vorgesehen .ist.

Patentanwälte

Dipl.-Ing. Horst Rose Dipl.-Ing. Ppter Kosai

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