DE2549936A1 - Shock absorber with elastomer spring - has elastomer layer inside fixed cylinder and outside movable piston - Google Patents
Shock absorber with elastomer spring - has elastomer layer inside fixed cylinder and outside movable pistonInfo
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Abstract
Description
Pralldämpfer mit Elastomerfeder Impact damper with elastomer spring
Die Erfindung bezieht sich auf einen Pralldämpfer mit Elastomerfeder, die in einer starren Hülle angeordnet ist und die Stirnfläche dieser starren Hülle eine Anlage der Elastomerfeder aufweist, während die zweite Anlage der Elastomerfeder durch einen sich relativ zu der starren Hülle bewegbaren Kolben gebildet wird, wobei die Elastomerfeder eine in Achsrichtung verlaufende, durchgehende Öffnung besitzt.The invention relates to an impact damper with an elastomer spring, which is arranged in a rigid shell and the end face of this rigid shell one system of the elastomer spring, while the second system of the elastomer spring is formed by a piston movable relative to the rigid shell, wherein the elastomer spring has a continuous opening running in the axial direction.
Durch die deutsche Offenlegungsschrift 2 223 314 ist ein Pralldämpfer mit Elastomerfeder bekannt, wobei diese Gummifeder über einen Teil der axialen Erstreckung am Gehäuse und einer Kolbenstange anliegt. Dabei weist das Gehäuse unterschiedliche Durchmesser über seine axiale Erstreckung auf. Diese Form des Gehäuses bewirkt, daß die Gummifeder nur teilweise zwangsgeführt ist und in dem von der Zwangsführung freien Abschnitt eine Verformung der Gummifeder stattfindet. Diese Verformung besteht in Ausbuckeln bzw. Einknicken der Gummifeder. Diese bekannte Konstruktion erfordert eine Gummifeder mit relativ großem Volumen, um die geforderte Dämpfkraft zu erzielen. Bei der Abstimmung auf die geforderte Dämpfkraft ist nicht nur eine Anderung der Gummifeder, sondern auch eine Gehäuseänderung erforderlich. Der Pralldämpfer selbst ist zudem infolge der Form des Gehäuses und der Form der Gummifeder bzw. infolge des relativ großen Volumens der Gummifeder teuer.The German Offenlegungsschrift 2 223 314 describes an impact damper known with elastomer spring, this rubber spring over part of the axial extent rests against the housing and a piston rod. The housing has different Diameter over its axial extent. This shape of the housing causes that the rubber spring is only partially constrained and in that of the constrained guidance free section a deformation of the rubber spring takes place. This deformation exists in buckling or buckling of the rubber spring. This known construction requires a rubber spring with a relatively large volume to achieve the required damping force. When tuning to the required damping force is not just a change in the Rubber spring, but also a change in the housing is required. The impact damper itself is also due to the shape of the housing and the shape of the rubber spring or as a result the relatively large volume of the rubber spring is expensive.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Pralldämpfer mit Elastomerfeder zu schaffen, der aus einfachen, leicht herstellbaren Bauteilen besteht und eine Elastomerfeder besitzt, die möglichst geringen Materialaufwand aufweist und ein leichtes Anpassen an die geforderte Dämpfleistung ermöglicht.The object of the present invention is to provide an impact damper to create with an elastomer spring made of simple, easily manufactured components exists and has an elastomer spring, which uses the least possible material and allows easy adaptation to the required damping performance.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Außenfläche der Elastomerfeder über die gesamte axiale Erstreckung bei jedem Betriebszustand des Pralldämpfers auf der Innenfläche der starren Hülle anliegend ausgebildet ist und die Innenfläche der Elastomerfeder einen Hohlraum bildet, der sich über die gesamte axiale Länge der Elastomerfeder erstreckt. Durch das vollständige Anliegen der Elastomerfeder mit ihrer Mantelaußenfläche an der starren Hülle wird beim Betätigen des Pralldämpfers ein relativ hoher Anteil an Reibkraft erzielt. Durch die Formgebung der starren Hülle wird ein Falten der Elastomerfeder beim Einfahren verhindert, so daß eine relativ hohe Dämpfkraft durch die Elastomerfeder erzielbar ist. Die Elastomerfeder ist - bedingt durch den von ihr gebildeten Hohlraum - mit einer geringen Wandstärke versehen, d. h., der Materialaufwand der Elastomerfeder ist klein.According to the invention this object is achieved in that the outer surface the elastomer spring over the entire axial extent each Operating state of the impact damper resting on the inner surface of the rigid shell is formed and the inner surface of the elastomer spring forms a cavity which extends over the entire axial length of the elastomer spring. Through the full The elastomer spring is applied with its outer surface on the rigid shell when the impact damper is actuated, a relatively high proportion of frictional force is achieved. The shape of the rigid cover causes the elastomer spring to fold when it is retracted prevented, so that a relatively high damping force can be achieved by the elastomer spring is. The elastomer spring is - due to the cavity it forms - with provided with a small wall thickness, d. That is, the cost of materials for the elastomer spring is small.
Entsprechend einem Merkmal der Erfindung ist die starre Hülle als einseitig geschlossener, zylindrischer Körper ausgebildet. Damit werden auch die Teile des Pralldämpfers sehr einfach in ihrer Ausführung und es wird ermöglicht, eine Elastomerfeder mit zylinderförmiger Außenfläche zu verwenden. Diese Elastomerfeder ist besonders einfach, leicht herstellbar und dementsprechend billig, denn sie kann - wie ein weiteres Merkmal der Erfindung zeigt - im unbelasteten Zustand eine schlauchförmige Gestalt aufweisen.According to a feature of the invention, the rigid shell is as Cylindrical body closed on one side. This means that the Parts of the impact absorber are very simple in their design and it is made possible to use an elastomer spring with a cylindrical outer surface. This elastomer spring is particularly simple, easy to manufacture and accordingly cheap because it can - As a further feature of the invention shows - a tubular in the unloaded state Have shape.
Merkmals gemäß wird die Elastomerfeder durch mehrere axial hintereinander angeordnete Elemente gebildet, wobei entsprechend weiteren Merkmalen der Erfindung die axial hintereinander angeordneten Elemente den selben Außendurchmesser, jedoch verschiedene Wandstärken aufweisen oder die Elastomerfeder durch mehrere in Umfangsrichtung voneinander getrennte Abschnitte gebildet wird.According to the feature, the elastomer spring is axially one behind the other by several arranged elements formed, according to further features of the invention the elements arranged axially one behind the other have the same outer diameter, however have different wall thicknesses or the elastomer spring by several in the circumferential direction separate sections is formed.
Die Anpassung der Federkraft an die geforderte Dämpfleistung kann auf einfache Weise dadurch erfolgen, daß - wie die Erfindung zeigt - die Elastomerfeder mit im Längsschnitt unterschiedlicher Wandstärke ausgebildet ist.The adjustment of the spring force to the required damping performance can be done in a simple manner that - as the invention shows - the elastomer spring is formed with different wall thicknesses in longitudinal section.
Um nach einem Aufprall eine Rückkehr des Pralldämpfers in seine Ausgangsstellung zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, die Elastomerfeder mit Vorspannung in axialer Richtung zwischen den Anlagen anzuordnen. Dadurch wird es ermöglicht, die Elastomerfeder mit geringfügig kleinerem Außendurchmesser auszubilden als der Innendurchmesser der starren Hülle, wodurch eine leichte Montage des Pralldämpfers geschaffen wird. Bedingt durch die Vorspannung in axialer Richtung, wird die Elastomerfeder über die gesamte axiale Länge mit der Außenfläche gegen die Innenfläche der starren Hülle gedrückt.To allow the impact absorber to return to its original position after an impact To ensure, it is advantageous to preload the elastomer spring in the axial direction Direction to be arranged between the plants. This enables the elastomer spring to be designed with a slightly smaller outer diameter than the inner diameter the rigid shell, whereby an easy assembly of the impact absorber is created. Conditional due to the bias in the axial direction, the elastomer spring is over the entire axial length with the outer surface pressed against the inner surface of the rigid shell.
Wie ein Merkmal der Erfindung zeigt, weist sowohl der Kolben als auch der Zylinderboden eine ringförmige Vertiefung auf, in weleher je ein Ende der Elastomerfeder angeordnet ist. Damit wird mit Sicherheit ein Umstülpen der Elastomerfeder auch bei sehr starker Belastung vermieden.As a feature of the invention shows, both the piston and the bottom of the cylinder has an annular recess in which one end of the elastomer spring is arranged. This also ensures that the elastomer spring will turn inside out avoided with very heavy loads.
Das Merkmal der Erfindung, daß der von der Elastomerfeder und den Anlagen begrenzte Hohlraum gasdicht ausgebildet ist, gestattet beispielsweise die Kombination einer Elastomerfeder mit einer Gasfeder. Dabei wirkt die Gasfeder stabilisierend auf die Elastomerfeder, indem der Gasdruck die Innenfläche der Elastomerfeder beaufschlagt und somit einem Falten der Elastomerfeder beim Zusammendrücken des Dämpfers entgegenwirkt. Eine solche Ausführung gestattet die Anordnung einer mit sehr geringer Wandstärke versehenen Elastomerfeder und kann beispielsweise durch Abschnitte eines dünnwandigen Schlauches hergestellt werden.The feature of the invention that of the elastomer spring and the Systems limited cavity is formed gas-tight, for example, allows Combination of an elastomer spring with a gas spring. The gas spring has a stabilizing effect on the elastomer spring, in that the gas pressure acts on the inner surface of the elastomer spring and thus counteracts folding of the elastomer spring when the damper is compressed. Such a design allows the arrangement of a very thin wall provided elastomer spring and can, for example, by sections of a thin-walled Hose can be produced.
Einen im Aufbau sehr einfachen und äußerst kostensparend herstellbaren Pralldämpfer erhält man erfindungsgemäß dadurch, daß der Zylinder länger als die Elastomerfeder ausgebildet ist und zusammen mit dem Kolben und/oder der Kolbenstange eine Führung bildet, wobei diese Führung zwei in Abstand voneinander angeordnete Abstützungen aufweist. Diese Führung ist besonders einfach, wenn merkmals gemäß die den Kolben tragende Kolbenstange ein rohrförmiges Bauteil ist, welches zur Bildung der Führung mit Aufweitungen oder Vorsprüngen versehen ist.One that is very simple in structure and extremely cost-saving to manufacture Impact damper is obtained according to the invention in that the cylinder is longer than that Elastomer spring is formed and together with the piston and / or the piston rod forms a guide, this guide being two spaced apart Has supports. This guidance is particularly easy when in accordance with the features the piston rod carrying the piston is a tubular component which is used to form the guide is provided with widenings or projections.
Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor. Es zeigt: Fig. 1 den erfindungsgemäßen Pralldämpfer im Längsschnitt; Fig. 2 den Pralldämpfer im Längsschnitt, wobei die Elastomerfeder durch mehrere, axial hintereinander angeordnete Elemente gebildet wird; Fig. 3 die Anordnung einer Elastomerfeder mit im Längsschnitt unterschiedlicher Wandstärke im Pralldämpfer; Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Pralldämpfer mit einer aus zwei in Umfangsrichtung voneinander getrennten Abschnitten bestehenden Elastomerfeder und Fig. 5 einen Querschnitt durch einen Pralldämpfer, wobei die Elastomerfeder in ringförmige Vertiefungen des Kolbens und des Zylinderbodens eingreift.Further details of the invention can be found in the description and the drawings. It shows: FIG. 1 the impact damper according to the invention in longitudinal section; Fig. 2 the impact damper in longitudinal section, with the elastomer spring by several, axially elements arranged one behind the other are formed; 3 shows the arrangement of an elastomer spring with different wall thicknesses in the impact damper in longitudinal section; 4 shows a cross section by an impact damper with one of two separated from one another in the circumferential direction Sections existing elastomer spring and FIG. 5 shows a cross section through a Impact damper, the elastomer spring in annular recesses of the piston and engages the cylinder base.
Der in Fig. 1 gezeigte Pralldämpfer besteht aus der starren Hülle 1, die zylinderförmig ausgebildet und einseitig verschlossen ist, wobei der Zylinderboden die Anlage 8 für die Stirnfläche der Elastomerfeder 9 bildet. Diese Elastomerfeder 9 liegt mit der Außenmantelfläche an der Innenfläche 2 der starren Hülle 1 an, während der scheibenförmig ausgebildete Kolben 3 die andere Anlage der Elastomerfeder 9 darstellt, Die als rohrförmiges Bauteil ausgebildete Kolbenstange 4 besitzt an ihrem dem Kolben zugewandten Ende eine Aufweitung 5, welche beispielsweise durch Kaltverformen hergestellt wird und dem Innendurchmesser der starren Hülle 1 derart angepaßt ist, daß ein geringes Spiel an dieser Stelle zwischen den beiden Bauteilen vorhanden ist. Damit wird durch diese Aufweitung 5 eine Abstützung der Kolbenstange 4 in der starren Hülle 1 geschaffen, während die zweite Abstützung durch mehrere, am Umfang der Kolbenstange 4 vorhandene Vorsprünge 6 gebildet ist. Das umgebördelte Ende 7 der starren Hülle 1 begrenzt die Ausfahrbewegung der Kolbenstange 4. Um zu verhindern, daß weder Schmutz noch Feuchtigkeit in den Führungsbereich zwischen der starren Hülle 1 und der Kolbenstange 4 gelangen kann, ist der Dichtring 16 angeordnet, welcher sich im ausgefahrenen Zustand des Pralldämpfers einerseits an der Innenfläche des umgebördelten Endes 7 und andererseits an den Vorsprüngen 6 abstützt. Vor der Montage des Pralldämpfers ist der Außendurchmesser der Elastomerfeder 9 geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der starren Hülle 1. Dadurch kann die Elastomerfeder bei der Montage leicht in die starre Hülle eingeschoben werden und legt sich mit der Stirnfläche gegen die Anlage 8. Die weitere Montage erfolgt, indem der Kolben 3 und die Kolbenstange 4 in die starre Hülle eingefahren werden, wobei es nicht erforderlich ist, daß der scheibenförmige Kolben 3 fest mit der Kolbenstange 4 verbunden ist. Durch Umbördeln des Endes 7 der starren Hülle 1 wird der Pralldämpfer verschlossen, wobei der Elastomerfeder 9 eine Vorspannung erteilt wird, die einerseits gewährleistet, daß der Pralldämpfer nach einem Aufprall in seine Ausgangslage zurückkehrt und andererseits, daß die Elastomerfeder mit ihrer Außenmantelfläche gegen die Innenfläche 2 der starren Hülle 1 gedrückt wird. Die Elastomerfeder 9 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als Schlauchabschnitt mit relativ geringer Wandstärke ausgebildet und ist dementsprechend leicht und billig herstellbar. Von der Innenfläche 10 der Elastomerfeder 9, dem Kolben 3 und der Anlage 8 ist der Hohlraum 17 begrenzt, in den beispielsweise eine Druckgasfüllung eingebracht werden kann.The impact damper shown in Fig. 1 consists of the rigid shell 1, which is cylindrical and closed on one side, the cylinder base the system 8 forms for the end face of the elastomer spring 9. This elastomer spring 9 rests with the outer circumferential surface on the inner surface 2 of the rigid shell 1, while the disk-shaped piston 3 is the other abutment of the elastomer spring 9 represents, The piston rod 4, which is designed as a tubular component, has on its the end facing the piston a widening 5, which, for example, by cold forming is made and the inner diameter of the rigid shell 1 is adapted in such a way that that there is a little play at this point between the two components is. This widening 5 is a support of the piston rod 4 in the rigid shell 1 created, while the second support by several, on the circumference the piston rod 4 existing projections 6 is formed. The beaded end 7 the rigid shell 1 limits the extension movement of the piston rod 4. To prevent that neither dirt nor moisture in the guide area between the rigid Sheath 1 and the piston rod 4 can get, the sealing ring 16 is arranged, which in the extended state of the impact damper on the one hand on the inner surface of the beaded End 7 and on the other hand on the projections 6 is supported. Before the impact damper is installed, the outside diameter of the elastomer spring is 9 slightly smaller than the inner diameter of the rigid shell 1. This allows the Elastomer spring can be easily pushed into the rigid sleeve during assembly and lies with the face against the system 8. The further assembly takes place by the piston 3 and the piston rod 4 are retracted into the rigid casing, wherein it is not necessary that the disc-shaped piston 3 is fixed to the piston rod 4 is connected. By flanging the end 7 of the rigid shell 1, the impact damper closed, the elastomer spring 9 being given a bias, which on the one hand ensures that the impact damper returns to its original position after an impact and on the other hand that the elastomer spring with its outer jacket surface against the inner surface 2 of the rigid shell 1 is pressed. The elastomer spring 9 is in this embodiment designed as a hose section with a relatively small wall thickness and is accordingly easy and cheap to manufacture. From the inner surface 10 of the elastomer spring 9, the Piston 3 and the system 8, the cavity 17 is limited, in which, for example, a Pressurized gas filling can be introduced.
Beim Aufprall auf ein Hindernis fährt die Kolbenstange lt in die starre Hülle 1 ein; dabei wird durch den die Anlage bildenden Kolben 3 die Gummifeder zusammengedrückt. Bei diesem Vorgang entsteht zwischen der Außenfläche der Gummifeder 9-und der Innenfläche der starren Hülle 1 eine Reibung, die der Aufprallkraft entgegengerichtet ist. Da die Elastomerfeder 9 mit ihrem Außendurchmesser an der Innenfläche 2 der starren Hülle 1 anliegt, kann beim Einfahren der Kolbenstange 4 zwangsläufig nur der Innendurchmesser der Elastomerfeder 9 abnehmen. Da trotz der relativ geringen Wandstärke der Elastomerfeder keine Faltung stattfindet, wird eine sehr hohe Arbeitsaufnahme eines solchen Pralldämpfers ermöglicht. Als Beispiel wird angeführt, daß eine Gummifeder mit einem Außendurchmesser von 40 mm und einem Innendurchmesser von 31 mm sowie einer Länge von 100 mm bei einem Aufprall mit einem Gewicht von 775 kp und einer Aufprallgeschwindigkeit von 4 km/h einen Hub von 40 mm zurücklegt, wobei die Kraft auf 2500 kp ansteigt. Nach dem Aufprall kehrt der Pralldämpfer in seine Ausgangslage zurück, was bedingt ist durch die Vorspannung der Elastomerfeder 9 beim Zusammenbau. Diese Vorspannung der Elastomerfeder 9 bedingt weiter, daß der Dämpfer im ausgefahrenen Zustand mit den Vorsprüngen 6 gegen die Dichtung 16 und damit gegen das umgebördelte Ende 7 der starren Hülle 1 gedrückt wird und dadurch keine Klappergeräusche erzeugen kann.When it hits an obstacle, the piston rod moves into the rigid position Sheath 1 a; the rubber spring is compressed by the piston 3 forming the system. During this process, between the outer surface of the rubber spring 9 and the inner surface the rigid shell 1 a friction which is opposite to the impact force. There the elastomer spring 9 with its outer diameter on the inner surface 2 of the rigid Sheath 1 is applied, when the piston rod 4 is retracted, only the inner diameter can inevitably remove the elastomer spring 9. Because despite the relatively small wall thickness of the elastomer spring if there is no folding, such an impact absorber will have a very high workload enables. As an example it is given that a rubber spring with an outer diameter of 40 mm and an inner diameter of 31 mm and a length of 100 mm an impact with a Weight of 775 kg and an impact speed covers a stroke of 40 mm from 4 km / h, whereby the force increases to 2500 kp. After the impact, the impact damper returns to its original position, which is necessary is by the bias of the elastomer spring 9 during assembly. This bias the elastomer spring 9 also requires that the damper in the extended state with the projections 6 against the seal 16 and thus against the flanged end 7 the rigid shell 1 is pressed and thus can not generate any rattling noises.
Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der nach Fig. 1 dadurch, daß die Elastomerfeder durch drei hintereinander angeordnete, ringförmige Elemente 12, 13 und 14 gebildet wird, deren Außendurchmesser an der Innenfläche 2 der starren Hülle 1 anliegen, während diese Elemente 12, 13 und 14 verschiedene Wandstärken aufweisen. Durch diese Ausführungsform ist es möglich, die Kennlinie des Pralldämpfers zu variieren.The embodiment shown in Fig. 2 differs from that according to Fig. 1 in that the elastomer spring is arranged by three one behind the other, annular elements 12, 13 and 14 is formed, the outer diameter of which on the Inner surface 2 of the rigid shell 1 rest, while these elements 12, 13 and 14 have different wall thicknesses. With this embodiment it is possible to vary the characteristic curve of the impact damper.
In Fig. 3 ist die Elastomerfeder 11 mit im Längsschnitt unterschiedlicher Wandstärke ausgebildet. Auch diese Elastomerfeder 11 besitzt eine zylindrische Außenfläche, die der Innenfläche 2 der starren Hülle 1 angepaßt ist, Die Elastomerfeder 11 besitzt somit einen Innenkonus, kann jedoch ohne weiteres auch mit einem beliebig anderen Verlauf der Innenfläche versehen sein.In Fig. 3, the elastomer spring 11 is different in longitudinal section Wall thickness formed. This elastomer spring 11 also has a cylindrical outer surface, which is adapted to the inner surface 2 of the rigid shell 1, the elastomer spring 11 has thus an inner cone, but can easily with any other The course of the inner surface should be provided.
Eine weitere Variante der Elastomerfeder ist in Fig. 4 gezeigt.Another variant of the elastomer spring is shown in FIG.
Diese Figur stellt einen Querschnitt durch den Pralldämpfer im Bereich der Elastomerfeder dar und weist zwei in Umfangsrichtung voneinander getrennte Abschnitt 15 auf, welche die Elastomerfeder bilden. Dabei besitzen diese Abschnitte über den Querschnitt gesehen unterschiedliche Wandstärken.This figure represents a cross section through the impact damper in the area represents the elastomer spring and has two sections separated from one another in the circumferential direction 15, which form the elastomer spring. These sections have over the Different wall thicknesses seen in cross-section.
Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der nach Fig. 1 dadurch, daß sowohl der Kolben 3 als auch der Zylinderboden 8 eine ringförmige Vertiefung 18 aufweist. Jedes Ende der Elastomerfeder 9 greift in eine Vertiefung 18 ein, wodurch in jedem Betriebszustand vermieden wird, daß die Elastomerfeder an ihren Enden nach innen ausweicht. Somit kann auch bei sehr starker Belastung kein Umstülpen der Elastomerfeder erfolgen.The embodiment shown in Fig. 5 differs from that 1 in that both the piston 3 and the cylinder base 8 are annular Has recess 18. Each end of the elastomer spring 9 engages in a recess 18 a, making in each Operating state is avoided that the Elastomer spring yields inward at its ends. Thus, even with very strong Load, the elastomer spring is not turned inside out.
Außer der Ausbildung der Elastomerfeder bzw. der Ausbildung der Anlageflächen entsprechen die Ausführungen nach den Figuren 2, 3, 4 und 5 hinsichtlich Aufbau, Montage und Wirkungsweise im wesentlichen der Ausführung nach Fig. 1.Except for the design of the elastomer spring or the design of the contact surfaces correspond to the designs according to Figures 2, 3, 4 and 5 in terms of structure, Assembly and mode of operation essentially of the embodiment according to FIG. 1.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |