DE4010233A1

DE4010233A1 - Daempfungsvorrichtung

Info

Publication number: DE4010233A1
Application number: DE19904010233
Authority: DE
Inventors: Manfred Jacob
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1991-10-02

Description

Die Erfindung betrifft eine energieabsorbierende Dämpfungsvorrichtung für vorzugsweise uniaxiale Stoßbelastungen, bei der ein aus zwei Teilen bestehender elastischer Hohlkörper zumindest teilweise mit Flüssigkeit und darüber hinaus mit Gas, vorzugsweise mit Luft gefüllt ist. Durch geeignete Oberflächenstrukturen im Grundkörper (1) und im Deckel (2) wird erreicht, daß nach dem Zusammenfügen der beiden Teile Kammern und Kanäle ausgebildet werden, die bei Stoßbelastungen und der damit einhergehenden Verformung des elastischen Hohlkörpers Strömungen der eingefüllten Flüssigkeiten ermöglichen. Durch geeignete Abstimmung der Kanalquerschnitte auf die Viskosität der verwendeten Flüssigkeit können die Eigenschaften des Dämpfungselementes auf den Anwendungsfall abgestimmt werden.

Es sind Dämpfungsvorrichtungen bekannt, die Drosselkanäle mit Einwegventilen und Gaspolstern enthalten und die aus einer Vielzahl von Einzelteilen bestehen (z. B. DE 12 03 578).

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dämpfungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art aus nur zwei elastisch verformbaren Kunststoffteilen und einer Füllung aus einer Flüssigkeit oder einem Gel zu schaffen, die in ihren Dämpfungseigenschaften variabel eingestellt werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Grundkörper (1) mit geeigneten Oberflächenstrukturen derart mit einem Deckel (2), der ebenfalls Oberflächenstrukturen trägt, verbunden wird, so daß sich eine zentrale Kammer (3) ausbildet, von der aus die Flüssigkeit durch die Kanäle (5) in die äußeren Kammern (4) strömen kann, wobei durch geeignete Ausformungen (9) des Deckels und durch geeignete Anordnung der Ausformungen bezüglich der Nuten (6) die Strömungswiderstände der Kanäle variiert werden können. Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in den Abbildungen gezeigten Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

Die Dämpfungseigenschaften der Vorrichtung beruhen im wesentlichen darauf, daß die in der zentralen Kammer (3) angesammelte Flüssigkeit bei Stoßbelastung der Vorrichtung durch deren Komprimierung über die Kanäle in die äußeren Kammern (4) gepreßt wird und nach Ende des Kraftstoßes von der äußeren Kammer in die zentrale Kammer zurückströmt, wobei durch die Elastizität und die Form des Deckels die Strömung weitestgehend nicht über die Kanäle sondern über den sich auftuenden Spalt (15) erfolgt. Die elastischen Eigenschaften des Deckelmaterials (das nicht identisch mit dem Material des Grundkörpers sein muß) beeinflussen zusammen mit der verwendeten Flüssigkeit die Kraftstoßgrenzfrequenz, bei der eine Dämpfung gerade noch eintritt. Wird diese Grenzfrequenz überschritten, so sitzen der Grundkörper und der Deckel fest aufeinander und es kommt zu keiner Flüssigkeitsströmung mehr. In diesem Fall wirken nur noch die beiden Kunststoffteile mit ihren elastischen Eigenschaften als Dämpfungselement. Durch geeignete Formen der in Abb. 2 schematisch gezeigten Ausformungen (16) und (17) der Teile (1) und (2) können die elastischen Eigenschaften des Dämpfungselementes für den Bereich oberhalb der Grenzfrequenz eingestellt werden.

Die Aufgabe der Erfindung, mit nur zwei verschiedenen, elastisch verformbaren Kunststoffteilen unterschiedliche Dämpfungseigenschaften bei uniaxialen Stoßbelastungen zu erreichen wird bei unveränderter Flüssigkeitsfüllung dadurch gelöst, daß die beiden Teile (1) und (2) im Bereich der Schweißnaht (11) rotationssymmetrisch sind, so daß sie beliebig gegeneinander bezüglich der Achse (10) verdreht werden können aber die Teile im Bereich der Oberflächenstrukturen auf der Innenseite des Hohlkörpers, sowohl auf der Deckelseite (7) als auch im Grundkörper (z. B. die Nuten (6)) nicht rotationssymmetrisch sind. Dadurch kann durch Verdrehen des Deckels gegenüber dem Grundkörper vor dem Zusammenschweißen der beiden Teile der Gesamtströmungswiderstand der Verbindungskanäle zwischen der zentralen Kammer und den äußeren Kammern eingestellt werden. In Abb. 4 ist eine Anordnung der Zapfen (9) gegenüber den Nuten (6) gezeigt, die einen minimalen Strömungswiderstand für die Flüssigkeit darstellt; in Abb. 5 ist der andere Extremzustand mit maximalem Strömungswiderstand gezeigt.

Eine besonders zweckmäßige und vorteilhafte Ausführung liegt dann vor, wenn sowohl der Deckel als auch der Grundkörper Nuten (16) und (17) tragen, die durch eine Gegenfläche des jeweils anderen Teils zur Ausbildung von Kanälen führen. Dadurch ist es möglich, eine mäanderförmige Flüssigkeitsströmung bei Stoßbelastungen zu erreichen (vgl. Abb. 6). Die Rückströmung der Flüssigkeit aus den äußeren Kammern (4) erfolgt dann über aufschnappenden Spalten (15).

Zeichnungen

Fig. 1 Schnitt durch eine erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung beim Füllen mit Dämpfungsflüssigkeit.

Fig. 2 Schnitt durch eine erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung im Ruhezustand.

Fig. 3 Dämpfungsvorrichtung bei einsetzendem Kraftstoß (a), im Maximum der Deformation (b) und bei nachlassender Deformation (c).

Fig. 4 Schnitt "A"-"B" der Darstellung in Fig. 2 bei minimalem Strömungswiderstand der Kanäle.

Fig. 5 Schnitt "A"-"B" der Darstellung in Fig. 2 bei maximalem Strömungswiderstand der Kanäle.

Fig. 6 Dämpfungsvorrichtung mit mäanderförmigem Strömungskanal.

Bezugszeichenliste

1 Grundkörper
2 Deckel
3 zentrale Kammer
4 äußere Kammer
5 Kanalquerschnitt
6 Nuten im Grundkörper
7 Innenseite der Deckelfläche
8 Austrittsöffnungen der Drosselkanäle
9 Strömungshemmungszapfen auf der Deckelinnenseite
10 Achse der uniaxialen Kraftstoßeinwirkung
11 Verbindungsbereich der Kunststoffteile
12 Verbindungsfläche zwischen Grundkörper und Deckel
13 Füllkanal der Flüssigkeit
14 Fülleinrichtung mit Kanüle
15 Spalt für Flüssigkeitsrückströmung
16 zentrale Grundkörperausformung
17 zentrale Deckelausformung
18 Dämpfungsflüssigkeit

Claims

1. Energieabsorbierende Dämpfungsvorrichtung für im wesentlichen uniaxiale Stoßbelastungen, bei der ein elastisch verformbarer, zumindest teilweise mit einer Flüssigkeit gefüllter Hohlkörper aus zwei dicht miteinander verbundenen Teilen (1) und (2) besteht, wobei die Teile jeweils auf der Hohlrauminnenseite Oberflächenstrukturen aufweisen, die gegeneinander bezüglich der Achse des Auslegungskraftstoßes (10) in einem beliebigen Winkel verdreht angeordnet werden können, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenstrukturen auf beiden Teilen (1) und (2) bezüglich der Achse (10) nicht rotationssymmetrisch sind und nach dem Zusammenfügen der beiden Teile mindestens eine innere (3) und eine äußere (4) Kammer bilden, wobei diese Kammern durch Drosselkanäle (5) miteinander verbunden sind, deren Drosseleigenschaften von der Orientierung der Oberflächenstrukturen zueinander abhängen.

2. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselkanäle (5) durch Nuten im Grundkörper (1) und durch die Deckelfläche (7) gebildet werden und die äußeren Mündungen der Drosselkanäle (8) von zapfenförmigen Strukturen (9) im Deckel (2) der Vorrichtung zumindest teilweise verschlossen werden.

3. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelfläche (7) und der Grundkörper (1) Nutensysteme aufweisen, die, abhängig von der gegenseitigen Orientierung zueinander, unterschiedliche Drosselwirkung für die bei der Stoßbelastung auftretende strömende Flüssigkeit erzeugen.

4. Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß Hydraulikflüssigkeit in die zentrale Kammer (3) des Grundkörpers eingefüllt wird und der Grundkörper mit dem Deckel (2) in der Randzone (11) flüssigkeitsdicht und mechanisch fest durch bekannte Verfahren wie Kleben, Ultraschall- oder Hochfrequenzschweißen miteinander verbunden werden.

5. Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit aus Mischungen von synthetischen und natürlich vorkommenden Ölen, aus wäßrigen Lösungen oder aus Gelen besteht.

6. Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Flüssigkeit in den Kammern der Dämpfungsvorrichtung elastische Körper, wie z. B. Kunststoff-Federn, Vliese, oder Kunststoffkugeln enthalten sind.

7. Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsfüllung durch einen Kanal (13) in den bereits verschweißten Hohlkörper mit Hilfe einer Dosiereinrichtung (14) eingebracht wird und daß nach Herausziehen der Dosiereinrichtung aus der Dämpfungsvorrichtung der Kanal durch bekannte Verfahren, wie z. B. Verschweißen, dicht verschlossen wird.