DE2549936C2 - Impact damper with elastomer spring - Google Patents
Impact damper with elastomer springInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Pralldämpfer mit Elastomer-Feder gemäß dem Oberbegriff von Anspruch I.The invention relates to an impact damper with an elastomer spring according to the preamble of claim I.
Ein derartiger Pralldämpfer mit Elastomcr-Fcder ist durch die DE-OS 22 23 314 bekannt, wobei die Elastomer-Feder mit der Innenwand einen Hohlraum bildet Die Außenwand der Elastomer-Feder liegt in ungespanntem Zustand nur auf einem Teil einer umgebenden starren Hülle an. Diese starre Hülle weist einen Abschnitt mit größerem Innendurchmesser auf und bildet zusammen mit der Außenwand der ungespannten Elastomer-Feder einen zweiten Hohlraum. Bedingt durch die Form der starren Hülle ist die Elastomer-Feder nur teilweise zwangsgeführt, während im Bereich des zweiten Hohlraumes im gespannten Zustand der Elastomer-Feder ein Ausbuckeln und Einknicken stattfindet, wodurch eine Elastomer-Feder mit relativ großem Volumen erforderlich wird, um die gewünschte Dämpfkraft zu erreichen. Zur Abstimmung auf eine geforderte Dämpfkraft ist sowohl eine Änderung der Elastomer-Feder als auch eine Änderung der starren Hülle erforderlich. Zudem ist infolge der speziellen Formgebung der starren Hülle und des erforderlichen relativ großen Volumens der Elastomer-Feder ein derartiger Pralldämpfer teuer in der Herstellung.Such an impact damper with Elastomcr-Fcder is known from DE-OS 22 23 314, the elastomer spring forming a cavity with the inner wall The outer wall of the elastomer spring lies in the untensioned state only on part of a surrounding one rigid shell. This rigid shell has a portion with a larger inner diameter and forms together with the outer wall of the unstressed elastomer spring a second cavity. Conditional Due to the shape of the rigid shell, the elastomer spring is only partially constrained, while in the area of the second cavity in the tensioned state of the elastomer spring buckling and buckling takes place, whereby an elastomer spring with a relatively large volume is required to achieve the desired To achieve damping force. To adjust to a required damping force, a change in the elastomer spring is necessary as well as a change in the rigid shell is required. In addition, it is due to the special shape the rigid shell and the required relatively large volume of the elastomer spring such Impact absorbers are expensive to manufacture.
Durch die DE-OS 1944 538 ist eine stoßdämpfende Strebe bekannt, die auf einer Stange angeordnete Guinmironden aufweist, welche als Formringe ausgebildet sind und jeder dieser Formringe nur auf einem Teilstück der axialen Erstreckung an der Innenwand einer starren Hülle zur Anlage kommt. Der Hohlraum, der vom Innendurchmesser der Gummironden gebildet wird, ist bei dieser Konstruktion von der Stange durchsetzt Der Aufbau dieser stoßdämpfenden Strebe ist sehr aufwendig und teuer, wobei nur ein begrenzter Federweg realisiert werden kann.From DE-OS 1944 538 a shock-absorbing strut is known, the Guinmironden arranged on a rod has, which are designed as shaped rings and each of these shaped rings only on a portion the axial extent comes to rest on the inner wall of a rigid shell. The cavity by the inside diameter The rubber earth is formed, is penetrated by the rod in this construction Construction of this shock-absorbing strut is very complex and expensive, with only a limited spring travel being implemented can be.
Bei einem Stoßdämpfer-Element ist es durch das DE-GM 19 58 660 bekannt, den von einem Kolbenteil und einem Zylinder begrenzten Innenraum mit einem Schaumstoff auszufüllen, wobei die Schaumstof'poren mit Gas gefüllt sind. Zwar liegt dieser Schaumstoff aufIn a shock absorber element, it is known from DE-GM 19 58 660 that of a piston part and a cylinder to fill the limited interior space with a foam, the Schaumstof'poren are filled with gas. Although this foam is on
to seiner ganzen Länge auf der Innenwand des Zylinders an, jedoch ist ein innerer Hohlraum des Schaumstoffkörpers weder gezeigt noch nahegelegt Bei Anordnung mehrerer derartiger Schaumstoffkörper füllen diese den ganzen Innenraum aus.to its entire length on the inner wall of the cylinder on, however, an internal cavity of the foam body is neither shown nor suggested when arranged several such foam bodies fill this whole interior.
Eine pneumatische Feder ist durch die DE-PS 1 40 111 bekannt Hierbei besteht die Feder aus einem Gummikörper, der auf der Innenwand eines Zylinders anliegt und vollständig umschlossene Kammern bzw. Zellen aufweist die gasgefüllt sind. Dementsprechend befindet sich die Gasfüllung im Innern des Gummikörpers, so daß der Gummikörper selbst den Gasraum allseitig begrenzt. In der Herstellung ist ein solcher Elastomerkörper sehr aufwendig und problematisch hinsichtlich der Füllung der Zellen mit gasförmigem Medium. A pneumatic spring is known from DE-PS 1 40 111 Here, the spring consists of a Rubber body that rests on the inner wall of a cylinder and has completely enclosed chambers or Has cells that are gas-filled. Accordingly, the gas filling is inside the rubber body, so that the rubber body itself delimits the gas space on all sides. Such an elastomer body is being manufactured very complex and problematic with regard to the filling of the cells with gaseous medium.
Bei Pralldämpfern Ist es durch die US-PS 37 15 114 bekannt, einen Raum mit einer Füllung eines inkompressiblen Mediums vollständig auszufüllen, während ein Federraum mit einer unter hohem Druck stehenden Gasfüllung versehen ist und ein Trennkolben die Gasfüllung vom inkompressible!! Medium trennt. Da dieser Pralldämpfer eine Gasfeder aufweist und das Dämpfmitlei durch das inkompressible Medium gebildet wird, bestehen schon hinsichtlich des Aufbaues grundlegendeIn the case of impact dampers, it is covered by US-PS 37 15 114 known to completely fill a space with a filling of an incompressible medium while a spring chamber is provided with a gas filling under high pressure and a separating piston is provided with the gas filling from the incompressible !! Medium separates. Since this impact damper has a gas spring and the damping agent is formed by the incompressible medium, there are already fundamental in terms of structure
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Pralldämpfer mit Elastomer-Feder zu schaffen, der aus einfachen, leicht herstellbaren Bauteilen besieht und eine Elastomer-Feder besitzt, die möglichst geringen Matcrialaufwand aufweist und ein leichtes Anpassen an die geforderte Dämpfleistung ermöglicht.The object of the present invention is to provide a To create an impact damper with an elastomer spring, which consists of simple, easily manufactured components and a Has elastomer spring, which has the lowest possible material expenditure and easy adaptation to the Required damping performance enables.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Elastomer-Feder mit der gesamten Außenfläche bei jedem Betriebszustand des Pralldämpfer auf der Innenfläche der starren Hülle anliegend ausgebildet ist. Durch das vollständige Anliegen der Elastomer-Feder mit ihrer Mantelaußenfläche an der starren Hülle wird beim Betätigen des Pralldämpfer ein relativ hoher Anteil an Reibkraft erzielt. Die starre Hülle selbst ist sehr einfach als zylindrisches Bauteil herzustellen, wobei ein Falten der Elastomer-Feder beim Einfahren verhindert wird, so daß eine relativ hohe Dämpfkraft durch die Elastomer-Feder erzielbar ist. Eine Abstimmung auf eine geforderte Dämpfkraft kann lediglich durch Ändern der Elastomer-Feder bewirkt werden. Die Elastomer-Feder selbst kann eine geringe Wandstärke aufweisen, so daß der Materialaufwand klein gehalten ist. Die Bauteile des Pralldämpfers sind sehr einfach und leicht herstellbar und dementsprechend preiswert.According to the invention this object is achieved in that the elastomer spring with the entire outer surface is formed in contact with the inner surface of the rigid shell in every operating state of the impact damper. Due to the complete contact of the elastomer spring with its outer surface on the rigid shell a relatively high proportion when the impact damper is actuated achieved in frictional force. The rigid shell itself is very easy to manufacture as a cylindrical component, with a Prevents the elastomer spring from wrinkling when retracting is, so that a relatively high damping force can be achieved by the elastomer spring. One vote on one The required damping force can only be achieved by changing the elastomer spring. The elastomer spring itself can have a small wall thickness, so that the cost of materials is kept small. The components the impact damper are very simple and easy to manufacture and accordingly inexpensive.
bö Die Abstimmung der Elastomer-Feder auf einen speziellen Dämpfkraftverlauf ist erfindungsgemäß dadurch leicht möglich, daß die Elastomer-Feder mehrere axial hintereinander angeordnete Elemente aufweist, die ringförmig ausgebildet sind und denselben Außcndurch-bö The adjustment of the elastomer spring to a special one According to the invention, the damping force curve is easily possible in that the elastomer spring has a plurality of axially has elements arranged one behind the other, which are ring-shaped and have the same outer diameter
b·) messer aufweisen, jedoch verschiedene Wandstärken besitzen. Eine Anpassung der Federkraft an die geforderte Dampfleistung kann auf einfache Weise entsprechend einem Merkmal der Krfindung dadurch erfolgen. b) have knives, but have different wall thicknesses. An adaptation of the spring force to the required steam output can be done in a simple manner in accordance with a feature of the invention.
daß die Elastomer-Feder durch mehrere in Umfangsrichtung voneinander getrennte Abschnitte gebildet wird oder daß merkmalsgemäß die Elastomer-Feder mit im Längsschnitt unterschiedlicher Wandstärke ausgebildet istthat the elastomer spring by several in the circumferential direction separate sections is formed or that according to the characteristics of the elastomer spring with is formed in the longitudinal section of different wall thicknesses
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the invention are shown in Drawings shown and are described in more detail below. It shows
F i g. 1 deii erfindungsgemäßen Pralldämpfer im Längsschnitt;F i g. 1 deii impact damper according to the invention in Longitudinal section;
Fig.2 den Pralldämpfer im Längsschnitt, wobei die Elastomer-Feder durch mehrere, axial hintereinander angeordnete Elemente gebildet wird;Fig.2 the impact damper in longitudinal section, the Elastomer spring is formed by several elements arranged axially one behind the other;
F i g. 3 die Anordnung einer Elastomer-Feder mit im Längsschnitt unterschiedlicher Wandstärke im Pralldämpfer; F i g. 3 shows the arrangement of an elastomer spring with wall thicknesses of different lengths in a longitudinal section in the impact damper;
Fig.4 einen Querschnitt durch einen Pralldämpfer mit einer aus zwei in Umfangsrichtung voneinander getrennten Abschnitten bestehenden Elastomer-Feder; und4 shows a cross section through an impact damper with an elastomer spring consisting of two sections separated from one another in the circumferential direction; and
F i g. 5 einen Querschnitt durch einen Pralldämpfer, wobei die Elastomer-Feder in ringförmige Vertiefungen des Kolbens und des Zylinderbodens eingreift.F i g. 5 shows a cross section through an impact damper, the elastomer spring in annular depressions engages the piston and the cylinder base.
Der in F i g. 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 Elastomer-Feder 9 bildet Diese Elastomer-Feder 9 liegt mit der Außenmantelfläche an der Innenfläche 2 der starren Hülle 1 an, während der scheibenförmig ausgebildete Kolben 3 die andere Anlage der Elastomer-Feder 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 5eine 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 i€ angeordnet, welcher sich im ausgefahrenen Zustand des Pralldämpfers einerseits an der Innenfläche des umgebördelten Endes 7 und ?ndererseits an den Vorsprüngen 6 abstützt. Vor der Montage des Pralldampfers ist der Außendurchmesser der Flastomer-Feder 9 geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der starren Hülle 1. Dadurch kann die Elastomer-Feder 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 Elastomer-Feder 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 Außenmantelflächc gegen die Innenfläche 2 der starren Hülle 1 gedrückt wird. Die Elastomer-Feder 9 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als Schlauchabschnitt mit relativ geringer Wandstärke ausgebildet und ist dementsprechend leicht und billig herstellbar. Von der Innenfläche 10 der Elastomerferler 9, dem Kolben 3 und der Anlage 8 ist der Hohlraum 17 begrenzt in den beispielsweise eine Druckgasfüllung eingebracht werden kann.The in F i g. 1 shown impact damper consists of the rigid shell 1, which is cylindrical and unilateral is closed, the cylinder base forming the abutment 8 for the end face of the elastomer spring 9 This elastomer spring 9 lies with the outer jacket surface on the inner surface 2 of the rigid shell 1, while the disc-shaped piston 3 the other The piston rod 4, which is designed as a tubular component, has contact with the elastomer spring 9 its end facing the piston a widening 5, which is produced, for example, by cold forming is and the inner diameter of the rigid shell 1 is adapted so that a little play on this Place between the two components. This widening 5 is a support of the Piston rod 4 created in the rigid shell 1, while the second support by several, on the circumference the piston rod 4 existing projections 6 is formed. The flanged end 7 of the rigid shell 1 is limited the extension movement of the piston rod 4. To prevent dirt and moisture from entering the guide area between the rigid shell 1 and the piston rod 4 can reach, the sealing ring i € 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 supported on the projections 6. Before installing the impact damper, the The outer diameter of the Flastomer spring 9 is slightly smaller than the inner diameter of the rigid shell 1. As a result, the elastomer spring can easily be pushed into the rigid sleeve during assembly and lays down with the face against the plant 8. The further assembly takes place by the piston 3 and the piston rod 4 can be retracted into the rigid sheath, it is not necessary that the disc-shaped piston 3 is firmly connected to the piston rod 4. By flanging the end 7 of the rigid shell 1 is the Impact damper closed, the elastomer spring 9 being given a preload 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 is pressed with its outer jacket surface against the inner surface 2 of the rigid shell 1. the In this exemplary embodiment, the elastomer spring 9 is a hose section with a relatively small wall thickness designed and is accordingly easy and cheap to manufacture. From the inner surface 10 of the elastomer ferrule 9, the piston 3 and the system 8 is the cavity 17 limited in which, for example, a pressurized gas filling can be introduced.
Beim Aufprall auf ein Hindernis fährt die Kolbenstange 4 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 Aufpralikraft entgegengerichtet ist. Da die Elastomer-Fedev 9 mit ihrem Außendurchmesser an der Innenfläche 2 der starren Hülle 1 anliegt kann beim Einfahren der Kolbenstange 4 zwangsläufig nur der Innendurchmesser der Elastomer-Feder 9 abnehmen. Da trotz der relativ geringen Wandstärke der Elastomer-Feder keine Faltung stattfindet wird eine sehr hohe Arbeitsaufnahme eines solchen PraIIdämpfers ermöglicht Als Beispiel wird angeführt, daß eine Gummifeder mit r)nem Außendurchmesser von 4ö mm und einem inneiid-jrchmesser 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 Elastomer-Feder 9 beim Zusammenbau. Diese Vorspannung der Elastomer-Feder 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 4 moves into the rigid shell 1; in the process, the rubber spring is compressed by the piston 3 forming the system. During this process, friction occurs between the outer surface of the rubber spring 9 and the inner surface of the rigid casing 1, which is directed against the impact force. Since the elastomer spring 9 rests with its outer diameter on the inner surface 2 of the rigid casing 1, only the inner diameter of the elastomer spring 9 can inevitably decrease when the piston rod 4 is retracted. Since in spite of the relatively small wall thickness of the elastomeric spring no folding a very high energy absorption takes place is of such a P r aIIdämpfers allows As an example it is stated that a rubber spring with r) mm nem outer diameter of 4Ö mm and a inneiid-jrchmesser of 31 and a Length of 100 mm at an impact with a weight of 775 kp and an impact speed of 4 km / h covers a stroke of 40 mm, whereby the force increases to 2500 kp the bias of the elastomer spring 9 during assembly. This bias of the elastomer spring 9 also requires that the damper is pressed in the extended state with the projections 6 against the seal 16 and thus against the flanged end 7 of the rigid shell 1 and thus cannot generate any rattling noises.
Die in F i g. 2 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der nach F i g. 1 dadurch, daß die Elastomer-Feder durch drei hintereinander angeordnete, ringförmige Elemente 12, 13 und 14 gebildet wird, deren Außendurchmesser an der Innenfläche i der starren Hülle 1 anliegen, während diese Elemente 12,13 und 14 verschiedene Wandstärken aufweisen. Durch diese Ausfünrungsform ist es möglich, die Kennlinie des PraIIdämpfers zu variieren.The in F i g. The embodiment shown in FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 in that the elastomer spring is formed by three annular elements 12, 13 and 14 arranged one behind the other, the outer diameter of which rests against the inner surface i of the rigid shell 1, while these elements 12, 13 and 14 have different wall thicknesses. This design makes it possible to vary the characteristic of the pre-damper.
In Fig.3 ist die Elastomer-Feder 11 mit im Längsschnitt unterschiedlicher Wandstärke ausgebildet. Auch diese Elastomer-Feder 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 Figure 3, the elastomer spring 11 is with in longitudinal section different wall thicknesses. 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 thus has a Inner cone, however, can easily be provided with any other course of the inner surface.
Eine weitere Variante der Elastomer-Feder ist in Fig.4 gezeigt. Diese Figur stellt einen Querschnitt durch den Pralldämpfer im Bereich der Elastomer-Feijer oar und weist zwei in Umfangsrichtung voneinander getrennte Abschnitte 15 auf, welche die Elastomer-Feder bilden. Dabei oesitzen diese Abschnittt; über den Querschnitt gesehen unterschiedliche Wandstärken.Another variant of the elastomer spring is shown in Figure 4. This figure represents a cross section through the impact damper in the area of the elastomer Feijer oar and has two sections 15 separated from one another in the circumferential direction, which the elastomer spring form. These sections sit; Different wall thicknesses seen across the cross-section.
Die in F i g. 5 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von de;- nach F i g. 1 dadurch, daß sowohl der Kolben 3 als auch der Zylinderboden 8 eine ringförmige Vertiefung 18 aufweist. Jedes Ende der Elastomer-Feder 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 in F i g. The embodiment shown in FIG. 5 differs from that shown in FIG. 1 in that both the The piston 3 and the cylinder base 8 have an annular recess 18. Each end of the elastomer spring 9 engages in a recess 18, whereby it is avoided in every operating state that the elastomer spring at their ends deviates inward. This means that even under very heavy loads, the Elastomer spring done.
Außer der Ausbildung der Elastomer-Feder bzw. der Ausbildung der Ar.lageflächen entsprechen die Ausführungen nach den F i g. 2, 3, 4 und 5 hinsichtlich Aufbau,Except for the design of the elastomer spring or the The design of the support surfaces correspond to the explanations according to FIGS. 2, 3, 4 and 5 in terms of structure,
Montage und Wirkungsweise im wesentlichen der Ausführung nach F i g. 1.Assembly and mode of operation essentially of the embodiment according to FIG. 1.
toto
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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 |