D ä m D £ u n g s a n o r d n -a n gD ä m D £ u n g s a n o r d n -a n g
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dämpfungsanordnung, die aus einem
Zylinder und einem Kolben besteht1 welcher mit einer Anzahl Kugeln in Wirkverbindung
steht, wobei diese Kugeln bei Bewegung des Kolbens in formveränderndem Eingriff
mit der Zylinderinnenwand kommen.The invention relates to a damping arrangement, which consists of a
Cylinder and a piston consists1 which are in operative connection with a number of balls
stands, these balls in shape-changing engagement upon movement of the piston
come with the inner wall of the cylinder.
Solche Dämpfungsanordnungen sind beispielsweise durch die DE-PS 23
49 891 bekanntgeworden, die einen Kraftbegrenzer offenbart, der die auf einen Sicherheitsgurt
eines Kraftfahrzeugs ausgeübte Zugkraft im Falle einer Kollision aufnimmt und zwar
so, daß der Kolben des Begrenzer sowohl zur Strammung des Gurtes durch Beaufschlagung
mit Treibgasen dient, als auch mit Mitteln versehen ist, mit denen er zur mechanischen
Krartbegrenzung nach Überschreitung einer einzustellenden höchsten auf den Gurt
wirkenden Zugkraft dienen kann. Hierzu weist der Kolben einen kegeligen Abschnitt
auf, dessen größerer Kegeldurohmesser in bezug auf die graftbegrenzungseinrichtung
hinter dem kleinen Eegeldurchmesser liegt und danach in einen genau definierten
zylindrischen Abschnitt mit einem konstanten Durchmesser übergeht. Im Bereich des
kegelförmigen Abschnitts sind >ine Anzahl in einem Käfig gelagerte Rollen angeordnet,
vor denen ein sogenannter Schleifring mit hohem Reibwert gegenüber dem Begrenzangszylinder
angeordnet ist. Bei Bewegung des Kolbens in der Kraftbegrenzungsrichtung drückt
nun der Schleifring die Kugeln über die Kegelfläche, wodurch die Kugeln in formverändernden
Eingriff mit der Zylinderwand kommen, in die sie Nuten einpressen. Diese formverändernde
Einpreßkraft ist über die gesamte Weglänge innerhalb des Zylinders konstant, wobei
die Größe dieser Kraft durch Dimensionierungsmaßnahmen - beispielsweise Eugeldurchmesser
oder Kugelanzahl etc. - variierbar ist.Such damping arrangements are, for example, from DE-PS 23
49 891 has become known, which discloses a force limiter that acts on a seat belt
a motor vehicle absorbs tractive force in the event of a collision and that
so that the piston of the limiter both to tighten the belt by applying it
serves with propellant gases, as well as is provided with means with which it is used for mechanical
Krart limit after exceeding a maximum to be set on the belt
acting tensile force can serve. For this purpose, the piston has a conical section
on, its larger cone diameter in relation to the graft limiting device
lies behind the small Eegel diameter and then into a precisely defined one
Cylindrical section with a constant diameter merges. In the area of the
conical section there are> a number of rollers mounted in a cage,
in front of which a so-called slip ring with a high coefficient of friction compared to the limiting cylinder
is arranged. Pushes when the piston moves in the force limiting direction
Now the slip ring puts the balls over the conical surface, causing the balls in shape-changing
Come into engagement with the cylinder wall, in which they press grooves. This shape-changing
Press-in force is constant over the entire length of the path within the cylinder, whereby
the size of this force through dimensioning measures - for example eugel diameter
or number of balls etc. - is variable.
Auf diesem Stand der Technik baut die vorliegende Erfindung auf und
ihr liegt die Aufgabe zugrunde einmal die Punktion der Dämpfungsanordnung von der
Geschwindigkeit unabhängig zu machen und zum andernmal eine Reibungsdämpfung, sowohl
für Zugkräfte als auch für Druckkräfte in einer Anordnung durchführen zu können.The present invention is based on this prior art
it is based on the task of puncturing the damping arrangement from the
To make speed independent and on the other hand a friction damping, both
to be able to perform for tensile forces as well as for compressive forces in one arrangement.
Mit den Anordnungen nach dem bekannten Stand der Technik ist es nur
möglich, entweder Zug- oder Druckkräfte aufzunehmen.With the arrangements according to the known prior art it is only
possible to absorb either tensile or compressive forces.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die in den Ansprüchen niedergelegten
Maßnahmen. In der Beschreibung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert
und in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch die
Anordnung vor dem Angriff einer Zugkraft; Pig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie
II-II gemäß Fig.1; Pig. 3 einen Längsschnitt durch die Anordnung nach erfolgtem
Angriff einer Zugkraft und vor Aufnahme einer Druckkraft; einen4 einen Querschnitt
entlang der Linie IV-IV gemäß Fig.3; Fig. 5 ein Kraft-Weg Schaubild für die Druck-
und die Zugkraft, Der in den aufgeführten Figuren dargestellte Zweiwege-Kugel dämpfer
setzt sich aus einem Kolben 10 und einem Zylindergehäuse 22 zusammen, zwischen denen
Kugel- bzw. Rollenlager angeordnet sind. Der Zug- und Druckkolben weist an seinem
einen
Ende einen Stirnring 11 auf, der durch die Zylinderinnenwand
während seiner Bewegung geführt wird. Beiderseits dieses Stirnringes sind nun -
vom Kolbendurchmesser ausgehend -zu ihm aufsteigend je ein Kolbenkegelstück 12 bzw.
13 ausgebildet, d.h. diese Kolbenkegelstücke verjüngen sich zueinander in entgegengesetzter
Richtung und laufen in den normalen Kolbendurchmesser aus. An diesem Auslauf sind
je eine Formfeder 16 bzw. 17 angeordnet. Jede dieser Formfedern fixiert eine Kugelanordnung
18 bzw. 19 und drückt diese in den Ringspalt 20 bzw. 21 zwischen Zylinder 22 und
Kolbenkegelstück 12 bzw. 13. Tritt nun eine Zugkraft auf, so wird die Kugelanordnung
19 über das Kolbenkegelstück 12 durch diese Zugkraft bis an den Stirnring 11 gezogen,
wobei sich die einzelnen Kugeln in die Zylinderinnenwandfläche einpressen und dort
Rillen 23 verursachen, die eine bleibende Verformung im Zylindermantel bilden. Die
hierbei auftretende Reibungskraft führt zu einer Dämpfung der Zugkraft bis zu ihrer
Vernichtung, wobei die Dämpfungskraft über den gesamten Bereich hin konstant ist.The solution to this problem is carried out by what is laid down in the claims
Measures. An exemplary embodiment of the invention is explained in the description
and shown in the drawing. They show: FIG. 1 a longitudinal section through the
Arrangement before the application of a tensile force; Pig. 2 shows a cross section along the line
II-II according to Figure 1; Pig. 3 shows a longitudinal section through the arrangement after
Attack of a tensile force and before absorption of a compressive force; a4 a cross section
along the line IV-IV according to Figure 3; Fig. 5 is a force-path diagram for the pressure
and the tensile force, the two-way ball damper shown in the figures listed
is composed of a piston 10 and a cylinder housing 22, between which
Ball or roller bearings are arranged. The pull and push piston has on his
a
End of an end ring 11, which passes through the inner wall of the cylinder
is guided during its movement. Both sides of this front ring are now -
Starting from the piston diameter, one piston cone piece 12 or
13, i.e. these piston cone pieces taper in opposite directions to one another
Direction and run out in the normal piston diameter. At this outlet are
one shaped spring 16 and 17 respectively arranged. Each of these shaped springs fixes a ball arrangement
18 or 19 and presses them into the annular gap 20 or 21 between cylinder 22 and
Piston cone piece 12 or 13. If a tensile force now occurs, the ball arrangement becomes
19 pulled over the piston cone piece 12 by this tensile force up to the end ring 11,
whereby the individual balls press into the inner wall surface of the cylinder and there
Cause grooves 23, which form a permanent deformation in the cylinder jacket. the
This occurring frictional force leads to a damping of the tensile force up to its
Destruction, with the damping force constant over the entire area.
Die um einen bestimmten Winkelbetrag N zur Kugelanordnung 19 angeordneten
Kugeln 18 werden durch die Zugbewegung gegen die Formfeder gepreßt und rollen spielfrei
an der Zylinderinnenwand ablohne daß hier irgendwelche nennenswerten Kräfte auftreten.
Durch diese versetzte Anordnung der Kugeln zueinander laufen die Kugeln 18 bei einer
Druckkraft-Beanspruchung auf nicht dargestellten Rillen parallel zu den Dämpfungsrillen
23. Tritt nun anschließend an die Zugkraft eine Druckkraft auf, wie dieses beispielsweise
bei Flugkörpern in bestimmten Funktionsstadien der Fall ist, so werden nun die Kugeln
der Anordnung 19 vom Stirnring 11 über die Schräge von 60 zur Formfeder 17 geführt
und von dieser gehalten, Im Gegensatz dazu werden die Kugeln 18 über die Schräge
in dem Ringraum 20 an die Stirnfläche 11 gepreßt und drücken sich ihrerseits in
die Zylinderinnenwandfläche, wodurch die Druckkraft in konstanter
Weise
- wie das Kraft-Weg-Schaubild in Fig. 5 zeigt - bis Null gedämpft wird. Über den
Weg dieser vorbeschriebenen Verformungsarbeiten baut diese Dämpfungsanordnung bestimmte
Energien ab, wobei die Energieaufnahme in keiner Weise von der Geschwindigkeit abhängig
ist0 Es empfiehlt sich, den Werkstoff für den Kolben so zu wählen, daß dessen Festigkeitswerte
etwa um das Doppelte höher als diejenigen des Zylinders sind.The arranged by a certain angular amount N to the ball arrangement 19
Balls 18 are pressed against the shaped spring by the pulling movement and roll without play
on the inside wall of the cylinder, it is worth noting that any significant forces occur here.
By this offset arrangement of the balls to each other, the balls 18 run at a
Compressive force stress on grooves, not shown, parallel to the damping grooves
23. If then, following the tensile force, there is a compressive force, such as this one, for example
is the case with missiles in certain functional stages, the balls are now
the arrangement 19 is guided from the end ring 11 over the slope of 60 to the shaped spring 17
and held by this, In contrast, the balls 18 are over the slope
pressed in the annular space 20 against the end face 11 and in turn are pressed into
the cylinder inner wall surface, making the compressive force in constant
way
- as the force-displacement diagram in Fig. 5 shows - is damped until zero. On the
Because of this deformation work described above, this damping arrangement builds certain
Energies, whereby the energy consumption is in no way dependent on the speed
ist0 It is advisable to choose the material for the piston so that its strength values
are about twice as high as those of the cylinder.
Durch die vorbeschriebenen Maßnahmen und Ausgestaltungen wird eine
Dämpfungseinrichtung erhalten, die für alle Geschwindigkeiten verwendbar ist und
hierbei die Dämpfung über den gesamten Dämpfungsbereich konstant ausführt. Die Funktion
dieser Dämpfungsanordnung ist reproduzierbar und die Verwendungsmöglichkeiten sind
vielgestaltiger geworden.Through the measures and configurations described above, a
Received damping device that can be used for all speeds and
in this case, the damping is constant over the entire damping range. The function
this damping arrangement is reproducible and the possible uses are
become more diverse.