DE69624238T2

DE69624238T2 - Regelbare energieabsorptionsvorrichtung

Info

Publication number: DE69624238T2
Application number: DE69624238T
Authority: DE
Inventors: John Spyche
Original assignee: Enidine Inc
Current assignee: ITT Enidine Inc
Priority date: 1995-06-05
Filing date: 1996-04-15
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2016-04-16
Also published as: WO1996039589A2; DE69624238D1; JP3943592B2; EP0830525A2; JPH11506529A; KR19990022457A; KR100436184B1; EP0830525B1; WO1996039589A3; US5598904A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft im allgemeinen Energieabsorptionseinrichtungen und im besonderen eine einstellbare Energieabsorptionseinrichtung, die verwendet wird, um die Bewegungsenergie eines in Bewegung befindlichen Körpers zu dissipieren. Genauer gesagt, jedoch ohne Einschränkung auf die besondere Ausführung, die nachfolgend im Zusammenhang mit dem besten Ausführungsmodus der Erfindung beschrieben wird, bezieht sich diese Erfindung auf eine Folge von Gruppen von Löchern in einem Stoßrohr, das einstellbar in eine Innenschraubennut eingreifen kann, um die Öffnungsfläche in einer Energieabsorptionsvorrichtung zu verändern.

2. Diskussion des zugehörigen Standes der Technik

Zahlreiche mechanische Systeme erfordern Energieabsorptionsvorrichtungen zum dissipieren der Bewegungsenergie eines Komponentenelementes in dem System. Zu solchen mechanischen Systemen gehören z. B. Palettenstopper, Rolltüren und Kühlgehäuse, Kolbensteuerungen in Luftzylindern, medizinische Einrichtungen einschließlich CAT-Scannern, Fertigungstransferlinien und -förderlinien, sowie industrielle Roboterausrüstungen. Die typische Energieabsorptionsvorrichtung weist einen abgedichteten Außenzylinder, ein inneres Stoßrohr einen Kolben mit einem Kopfbereich und einem Stangenbereich auf, um an der sich bewegenden Systemkomponente anzugreifen, sowie einen Akkumulator zum Sammeln von Fluid aus dem Inneren des Stoßrohrs, wenn sich der Kolbenkopf in das Rohr hineinbewegt. Die Absorptionsvorrichtung ist ferner mit einer Öffnungsfläche versehen, die den Durchlaß von Fluid aus dem Stoßrohr zu dem Akkumulator als das Mittel zum Dissipieren der Energie, die von der Kolbenstange aufgenommen wird, erlaubt. Ferner ist ein System von Rückschlagventilen und Rückflußwegen vorgesehen, um eine wiederholte Zirkulation von Fluid zwischen dem Stoßrohr und dem Akkumulator zu erlauben. Nach jedem Zyklus wird der Kolbenkopf zu dem Anfang seines Hubes durch eine Kompressionsfeder zurückgebracht, die sich innerhalb des Stoßrohrs befindet.
Hersteller von solchen Energieabsorptionsvorrichtungen empfanden es als wünschenswert, die Vorrichtungen einstellbar zu machen, so daß sie ohne weiteres bei einer Vielzahl von mechanischen Systemen angewendet werden können. Diese Einstellungsmöglichkeit der Vorrichtung erlaubt es ihr, eine große Anzahl von Energien, die in die Vorrichtung über die Kolbenstange eingebracht werden, zu dissipieren. Auf diese Weise wird Endnutzern der Vorrichtungen die Möglichkeit der Einstellung der Vorrichtung gegeben, um ihre besonderen Systemanforderungen zu erfüllen. Diese Arten von Vorrichtungen sind üblicherweise ein stellbar, um eine Stoßkraft bis zu 1.000 Pfund mit einer Dissipationsrate von bis zu 650 Inch-Pfund pro Zyklus zu erlauben.
Die Bereitstellung einer Einstellbarkeit der Vorrichtung war bislang auf der Variation der Öffnungsfläche zwischen dem Stoßrohr und dem Außenzylinder fokussiert. Es ist allgemein bekannt, daß die Dissipation von größeren Energien eine größere Öffnungsfläche erfordert. Diese Absorptionsfähigkeit ist eine Funktion des Akkumulator- und Fluidvolumens als auch der gesamten strukturellen Integrität der Vorrichtung. Bislang wurde eine Anzahl von Wegen vorgeschlagen, um die Öffnungsfläche in einer Energieabsorptionsvorrichtung der oben beschriebenen Art zu verändern. Eine dieser bisherigen Lösungen schließt z. B. die Bildung eines längs bearbeiteten Schlitzes entlang der Innenfläche des Außenzylinders ein. Dieser bearbeitete Schlitz dient als ein Kanal, um Fluid aus dem Stoßrohr in den Akkumulator zu führen. In den Schlitz wird Fluid durch Öffnungen geführt, die in dem Stoßrohr gebildet sind. Die Öffnungsfläche der Öffnungen wird durch die Verwendung eines federbeaufschlagten Einstellstiftes, der sich zwischen dem Zylinder und dem Rohr befindet, einstellbar gemacht. An dem freien Ende des Stiftes ist ein drehbarer schräger Nocken vorgesehen, um den Stift über die Öffnungen zu bewegen, um dadurch die Öffnungsfläche einzustellen. Eine andere bisher vorgeschlagene Lösung zur Bereitstellung der Einstellbarkeit der Öffnungsfläche weist die Verwendung des bearbeiteten Schlitzes in Verbindung mit modifizierten Stoßrohröffnungen auf. Die Öffnungen sind jeweils mit einem konischen Kanal versehen, der auf einem Bogenlängensegment gebildet ist, das sich von der Öffnung um die Außenoberfläche des Stoßrohrs erstreckt. Die konischen Kanäle sind somit rechtwinklig in bezug auf den bearbeiteten Kanal angeordnet. Auf diese Weise wird der Abstand zwischen den betreffenden Böden der konischen Öffnungskanäle und dem bearbeiteten Kanal verändert, wodurch die Öffnungsfläche verändert wird, wenn das Stoßrohr in den Zylinder gedreht wird. Diese herkömmlichen Ansätze schließen komplizierte Bearbeitungsschritte ein, um die verschiedenen notwendigen Schlitze und Kanäle zu bilden, und können ferner verschiedene mechanische Zusatzteile einschließen, die eine Fehlfunktion aufweisen können. Ferner führt die Herstellung und die Montage dieser zahlreichen mechanischen Komponenten oder die Planung der komplizierten und zeitraubenden Bearbeitungsoperationen zu einer deutlichen Zunahme der Kosten bei der Herstellung dieser Art von Vorrichtung.
Der hydraulische Stoßabsorber, der in dem US-Patent Nr. 4 044 865 von Tourunen gezeigt ist, weist einen Zylinder, darin einen Kolben, sowie eine die Zylinderwandungen umgebende Hülse auf und ist mit einem Innengewinde versehen. Wenn die Zylinderwand in bezug auf die Hülse gedreht wird, kann die Öffnungsfläche eingestellt werden. Diese Art von Vorrichtung erfordert jedoch für einen zuverlässigen Betrieb eine Anzahl von komplizierten bearbeiteten Teilen. Des weiteren ist die Einstellbarkeit der Vorrichtung nicht feinfühlig, so daß relativ kleine Drehungen zu erheblichen Veränderungen in der Dämpfungscharakteristik führen.

AUFGABEN UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist deshalb eine Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, Energieabsorptionsvorrichtungen zu verbessern.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Verwendung von mechanischen Komponenten bei der Bereitstellung einer Einstellbarkeit der Öffnungsfläche in einer Energieabsorptionsvorrichtung zu minimieren.
Es ist eine weitere Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, die Anzahl von Bearbeitungsschritte zu reduzieren, die notwendig sind, um die Einstellbarkeit der Öffnungsfläche in einer Energieabsorptionsvorrichtung bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, ein quadratisches Gewinde zu verwenden, das an der Innenfläche des Außenzylinders einer Energieabsorptionsvorrichtung in einfacher Weise gebildet ist, um Fluid von dem Stoßrohr der Vorrichtung zu deren Akkumulator zu leiten.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, eine Folge von Gruppen von Löchern zu verwenden, wobei die Löcher entlang des Rohrs ausgerichtet sind, und wobei die Löcher leicht in dem Stoßrohr einer Energieabsorptionsvorrichtung gebildet werden können, um mit aufeinanderfolgenden Drehungen des quadratischen Gewindes wechselzuwirken, der an der Innenfläche des Außenzylinders der Vorrichtung ausgebildet ist, um dadurch die Öffnungsfläche zwischen dem Rohr und dem Zylinder einstellbar zu verändern.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, die Dämpfungskraftcharakteristik einer Energieabsorptionsvorrichtung zu verändern, indem relativ große Drehungen zwischen dem Außenzylinder und dem Stoßrohr der Vorrichtung erfordert werden, um dadurch die Öffnungsfläche langsam zu modifi zieren, um eine Feinabstimmung der Dämpfungskraftcharakteristik zu erlauben.
Diese und andere Aufgaben werden gemäß der hier angegebenen Erfindung gelöst, indem eine einstellbare Energieabsorptionsvorrichtung angegeben wird, um die Bewegungsenergie eines sich in einem mechanischen System bewegenden Elementes zu dissipieren. Die Vorrichtung weist einen Außenzylinder und ein Stoßrohr auf, der drehbar in dem Außenzylinder festgelegt ist. Gemäß einem Aspekt der gegenwärtigen Erfindung weist das Stoßrohr eine Innenfläche auf, eine Außenfläche und eine Folge von Gruppen von Löchern, die von der Innenfläche des Stoßrohrs zu der Außenfläche des Stoßrohrs verlaufen. Die gegenwärtige Vorrichtung ist ferner mit einem Kolben ausgestattet, der einen Kopfbereich und einen Stangenbereich aufweist. Der Kolbenkopf ist verschiebbar in dem Stoßrohr aufgenommen, während sich die Kolbenstange von dem Kolbenkopf durch das proximale Ende des Außenzylinders erstreckt, um im Eingriffskontakt mit dem in Bewegung befindlichen Körper zu sein. Ein Akkumulator zum Sammeln von Fluid aus dem Inneren des Kolbenrohrs ist innerhalb des abgedichteten Außenzylinders vorgesehen. Gemäß einem anderen Aspekt dieser Erfindung ist eine Schraubennut auf der Innenwand des Außenrohrs ausgebildet. Die Schraubennut erstreckt sich von dem angrenzenden distalen Ende des Zylinders zu dem Akkumulator. Die Schraubennut bildet ein entsprechendes Stegsegment zwischen aufeinanderfolgenden Gängen der Nut, so daß eine Drehung des Stoßrohrs in bezug auf den Außenzylinder jede Gruppe von Löchern in bezug auf die Nut aus einer Position, in der alle Löcher jeder Gruppe zu der Nut hin offen sind, in eine Position zu bewegen, in der alle diese Löcher durch einen entsprechenden Bereich des Stegsegmentes blockiert sind. Auf diese Weise kann die Öffnungsfläche verändert werden, um die Geschwindigkeit des Fluidflusses aus dem Innern zu dem Stoßrohr einstellbar zu verändern.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Weitere Aufgaben der Erfindung werden zusammen mit zusätzlichen Merkmalen, die hierzu beitragen, und Vorteilen, die daraus resultieren, aus der folgenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung deutlich, das in der zugehörigen Zeichnung dargestellt ist, wobei gleiche Bezugsziffern durchgehend gleiche Komponenten kennzeichnen, wobei:
Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht einer Energieabsorptionsvorrichtung gemäß der gegenwärtigen Erfindung ist;
Fig. 2 eine längsgeschnittene Ansicht der gegenwärtigen Vorrichtung ist, die auf die maximale Öffnungsfläche eingestellt ist, wobei der Kolben ruht;
Fig. 3 eine Ansicht ähnlich derjenigen von Fig. 2 ist, die die gegenwärtige Vorrichtung auf eine mittlere Öffnungsfläche eingestellt zeigt, in der der Kolben teilweise in das Stoßrohr verschoben ist; und
Fig. 4 eine längsgeschnittene Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 3 ist, die den Rückhub des Kolbens mittels einer Kompressionsfeder zeigt, wie sie mit der gegenwärtigen Erfindung verwendet wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG

Es sei nun auf die Zeichnung und insbesondere auf Fig. 1 Bezug genommen, in der eine insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnete Energieabsorptionsvorrichtung gemäß der gegenwärtigen Erfindung gezeigt ist. Die Vorrichtung 10 weist ein äußeres Zylindergehäuseelement 12 und ein Stoßrohr 14 auf. Das Stoßrohr 14 weist einen Kolben 16 mit einem Kolbenkopf 18 und einer Kolbenstange 20 auf. Der Außenzylinder 12 besitzt ein distales Ende 24 und ein proximales Ende 26. Nach der Montage des Stoßrohrs 14 innerhalb des Außenzylinders 12 derart, daß die Kolbenstange 20 sich aus dem proximalen Ende 26 heraus erstreckt, wird ein Kontaktknopf 22 an der Stange 20 befestigt. Der Kontaktknopf 22 ist zum Kontakteingriff mit einer sich bewegenden Komponente eines mechanischen Systems vorgesehen, in dem die Vorrichtung 10 verwendet wird, um Bewegungsenergie zu dissipieren. Der Kontaktknopf 22 kann jede beliebige Form haben und kann dauerhaft mit der sich bewegenden Komponente verbunden sein oder freistehend gelassen sein, um die sich bewegende Komponente nur bei einem Aufprall zu kontaktieren. Die Innenwand des Außenzylinders 12 ist mit einer Schraubennut oder einem rechteckförmigen Gewinde 28 gemäß der in Fig. 1 gezeigten Position versehen. Das Stoßrohr weist eine Außenoberfläche 30 mit einer korrespondierenden Innenfläche 32 auf, wie am besten in den Fig. 2 bis 4 zu sehen ist. Es sei nun wieder auf Fig. 1 Bezug genommen, in der das Stoßrohr 14 gemäß der gegenwärtigen Erfindung mit einer Folge von Gruppen von Löchern dargestellt ist, wozu eine erste Folge von Löchern 34, eine zweite Folge von Löchern 36 und eine dritte Folge von Löchern 38 gehört. Jede Gruppe von Löchern besteht aus einzelnen Löchern 40. In der bevorzugten Ausführung der gegenwärtigen Erfindung gibt es drei Gruppen von Löchern 34, 36 und 38, wobei jede Gruppe vier einzelne Löcher 40 hat. Es versteht sich jedoch, daß die gegenwärtige Erfindung nicht auf drei Gruppen von Löchern mit jeweils vier Löchern beschränkt ist, sondern daß sie ohne weiteres adaptiert werden kann, um jede beliebige Anzahl von Gruppen und darin vorgesehene Löcher aufzuweisen. Die Löcher 40 erstrecken sich von der Innenfläche 32 zu der Außenfläche 30 des Stoßrohrs 14 und stellen eine maximale Öffnungsfläche bereit, die einstellbar ist, wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird. Diese maximal erhältliche Öffnungsfläche ist eine Funktion der Gesamtzahl von Löchern 40 und ihrer betreffenden Durchmesser.
Es sei nun auf Fig. 2 Bezug genommen, in der die Schraubennut 28 ein entsprechendes Stegsegment 42 aufweist. Das Stoßrohr 14 kann sich in bezug auf den Außenzylinder 12 frei drehen und ist in eine Position gedreht dargestellt, in der jede Gruppe von Löchern 34, 36 und 38 ausgerichtet und in völliger Übereinstimmung mit einem entsprechenden Segment der Schraubennut 28 ist. Auf diese Weise ist die Öffnungsfläche auf ein Maximum eingestellt, so daß die gesamte Oberfläche der Löcher 40 verwendet wird, um in dem Stoßrohr 14 enthaltenes Fluid in die Schraubennut 28 zu leiten. Fig. 2 zeigt ferner, daß der Kolbenkopf 18 eine Vorderfläche 46 und eine Rückfläche 48 aufweist. Ein Durchlaßweg 50 ist in dem Kolbenkopf 18 ausgebildet, während ein Schlitz 52 entlang eines Durchmessers der Rückfläche 48 desselben gebildet ist. Ferner ist das proximale Ende 26 des Außenzylinders 12 mit einem Fluid-Akkumulator 54 versehen. Die Kolbenstange 20 wird durch den Akkumulator 54 vollständig gegen ein Verschieben mit Hilfe eines Halterings 56 gesichert, der an dem Akkumulator 54 angreift, um eine weitere Verschiebung der Stange durch den Akkumulator zu verhindern.
Fig. 3 zeigt, daß die Kugel 58 eines Rückschlagventils innerhalb einer Kammer 60 aufgenommen ist, die in dem Durchlaßweg 50 gebildet ist. Die Kammer 60 weist einen Schulterbereich 61 auf. Die Kammer 60 weist ferner einen konusförmigen Sitz 62 mit einer Öffnung 64 auf, die in dessen Ende gebildet ist, um den Durchlaß von Fluid aus dem Akkumulator 54 durch den Schlitz 52 in den Durchlaßweg 50 um die Kugel 58 des Rückschlagventils und in das Stoßrohr 14 zu erlauben. Fig. 3 zeigt die Gruppen von Löchern 34, 36 und 38 in eine Zwischenposition eingestellt, wobei sich zwei der Löcher in jeder Gruppe in Schraubengruppe 28 öffnen und die beiden anderen Löcher in jeder Gruppe durch das entsprechende Stegsegment 42 blockiert sind. Nachdem die Einstellung auf eine gewünschte Öffnungsfläche gemacht ist, die in Fig. 3 und 4 die Hälfte der maximal erhältlichen Öffnungsfläche gemäß Fig. 2 ist, wird eine Einstellschraube 68 gegen einen Drehring 66 festgelegt, um eine weitere Drehung des Stoßrohrs 14 in bezug auf den Außenzylinder 12 zu verhindern. Letztlich ist ein Füllstopfen 70 in dem distalen Ende der Vorrichtung 10 vorgesehen, um einen Zugang zu dem Inneren der Vorrichtung zu schaffen, die mit einem Hydraulikfluid, wie etwa Öl, gefüllt wird.
Die Vorrichtung 10 dissipiert Energie, die von dem Kontaktknopf 22 erhalten wird und in die Vorrichtung zu dem Kolbenkopf 18 über die Kolbenstange 20 übertragen wird, indem innerhalb der Vorrichtung enthaltenes Hydraulikfluid durch die Löcher 40 und in die Schraubennut 28 bewegt wird. Fig. 3 zeigt die Verschiebung der Kolbenstange 20 in die Vorrichtung, wenn sich die Stange 20 nach innen bewegt. An diesem Punkt des Zyklus des Kolbens 16 wird die Kugel 58 des Rückschlagventils an der Schulter 61 der Kammer 60 anliegen, was den Durchlaß von Fluid aus dem Stoßrohr durch den Durchlaßweg 50 verhindert. Die Kompressionsfeder 44 beginnt sich zusammenzudrücken, während das Fluid innerhalb des Stoßrohrs durch die Löcher 40 und in die Schraubennut 28 gedrängt wird. Einmal in der Schraubennut 28 angelangt, wird das Fluid entlang der Nut nach unten und in den Akkumulator 54 durch Einlaßanschlüsse 72 gelangen. Während Fluid durch die Gruppen von Löchern gedrängt wird, die auf die in Fig. 3 gezeigte Zwischenposition eingestellt wurden, wird die von dem Kontaktknopf 22 erhaltene Energie dadurch in der Form von Wärme dissipiert.
Fig. 4 zeigt die Kolbenstange 20 aus dem Stoßrohr 14 verschoben, wenn die Kompressionsfeder 44 sich auszudehnen beginnt, nachdem die Energie auf dem Kontaktknopf 22 dissipiert wurde. Wenn sich der Kolben 16 aus dem Stoßrohr 14 wie in Fig. 4 dargestellt verschiebt, wird sich die Kugel 58 des Rückschlagventils von der Schulter 61 der Kammer 60 lösen und es erlauben, daß Fluid aus dem Akkumulator 54 durch den Schlitz 52 entlang des Durchlaßweges 50 um die Rückschlagkugel 58 und zurück in den Teil des Stoßrohrs 14 rechts auf der Vorderseite 46 gelangt. Während sich der Kolbenkopf 18 zurück entlang der Gruppen 34, 36 und 38 bewegt, wird ferner Fluid, das in der Schraubennut enthalten ist, auf eine kontrollierte Weise in das Innere des Stoßrohrs 14 gezogen.
Gemäß bestimmter Vorteile der Energieabsorptionsvorrichtung 10 gegenüber dem Stand der Technik sind aufeinanderfolgende Gänge der Schraubennut 28 in einem vorbestimmten Abstand in bezug auf die Folge der Löcher 34, 36 und 38 derart angeordnet, daß relativ große Umdrehungen zwischen dem Stoßrohr 14 und dem Außenzylinder 12 notwendig sind, um eine kleine Veränderung in der Öffnungsfläche zu bewirken. Es ist gegenwärtig vorgesehen, daß eine Viertelumdrehung zwischen dem Stoßrohr 14 und dem Außenzylinder 12 vorzugsweise zu einer etwa 50%igen Veränderung der Öffnungsfläche führt. Auf diese Weise wird die Öffnungsfläche inkremental in sehr kleinen Schritten verändert, so daß die Dämpfungskraftcharakteristik feinfühlig eingestellt werden kann. Eine individuelle Einstellung der Vorrichtung wird einfacher möglich sein, um die gewünschten Einstellungen zu machen, während das Erschwernis vermieden wird, erhebliche Veränderungen der Dämpfungskraftcharakteristik durch eine sehr kleine Umdrehungsmöglichkeit zu machen. Eine alternative Weise zum Erreichen der gegenwärtigen Vorteile umfaßt es, den Durchmesser jeden Loches in der Folge von Löchern 34, 36 und 38 relativ klein im Verhältnis zu der Breite der Schraubennut 28 zu machen, so daß relativ große Verdrehungen zwischen dem Stoßrohr 14 und dem Außenzylinder 12 notwendig sind, um eine kleine Veränderung in der Öffnungsfläche zu bewirken. Dies erfordert auch die Bereitstellung eines vorbestimmten Abstandes zwischen den Löchern 40 in bezug auf die Breite der Schraubennut 28.
Es wurde somit eine Energieabsorptionsvorrichtung 10 dargestellt und beschrieben, die einstellbar ist, indem einfach geformte Gruppen von Löchern in dem Stoßrohr verwendet werden, die mit der Schraubennut 28 zusammenwirken. Die Öffnungsfläche der Vorrichtung wird einfach durch Verdrehung des Stoßrohrs innerhalb des Außenzylinders 12 eingestellt, was die Gruppen von Löchern relativ zwischen der Nut und dem entsprechenden Stegsegment bewegt, so daß die Öffnungsfläche von einer Maximalfläche auf Null eingestellt werden kann. Es versteht sich, daß die maximale Öffnungsfläche eine Funktion der Gesamtzahl von Löchern in jeder Gruppe und des Durchmessers von jedem Loch in der Gruppe ist. Die Folge von Löchern 34, 36 und 38 wird durch einen einfachen Bohrvorgang erzeugt, während die Schraubennut oder das quadratische Gewinde 28 durch einen schnellen und unkomplizierten Gewindeschneidprozeß hergestellt wird, der im Stand der Technik bekannt ist. Somit erfordert die Vorrichtung 10 ein Minimum von mechanischen Teilen und nur einfache Bearbeitungsvorgänge, um einen einstellbaren Öffnungsquerschnitt bereitzustellen.
Obwohl diese Erfindung unter Bezugnahme auf eine besondere bevorzugte Ausführung im Detail beschrieben wurde, versteht es sich, daß die gegenwärtige Erfindung nicht auf diese besondere Ausführung beschränkt ist. Zum Beispiel kann jede beliebige Anzahl von Gruppen von Löchern gemäß dieser Erfindung verwendet werden. Ferner kann jede beliebige Anzahl von Löchern in jeder Gruppe verwendet werden, während die Löcher in jeder Gruppe mit einem Bereich von unterschiedlichen Durchmessern statt mit einem einheitlichen Durchmesser versehen werden können. Somit werden vor dem Hintergrund der gegenwärtigen Offenbarung, die die bevorzugte Ausführung bei der Anwendung der Erfindung zeigt, zahlreiche Modifikationen und Variationen den Fachleuten offenbart, ohne vom Rahmen dieser Erfindung abzuweichen, wie dieser durch die folgenden Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Einstellbare Energieabsorptionsvorrichtung (10) zum Dissipieren der Bewegungsenergie eines in Bewegung befindlichen Körpers, wobei die Vorrichtung umfaßt:

ein äußeres Zylindergehäuseelement (12), das ein distales Ende (24), ein proximales Ende (26) und eine Innenwand aufweist;

ein Stoßrohr (14), das innerhalb des Außenzylinders (12) drehbar aufgenommen ist und eine Innenfläche (32) und eine Außenfläche (30) aufweist;

einen Kolben (16), der einen Kopfbereich (18) und einen Stangenbereich (20) aufweist, wobei der Kolbenbereich (18) verschiebbar innerhalb des Stoßrohrs (14) aufgenommen ist und der Stangenbereich (20) sich von dem Kolbenkopfbereich (18) durch das proximale Ende (26) des Außenzylinders (12) erstreckt, um in Kontakt mit dem in Bewegung befindlichen Körper zu gelangen;

einen Akkumulator (54), der innerhalb des Außenzylinders (12) aufgenommen ist, um Fluid aus dem Inneren des Stoßrohrs (14) zu sammeln, wenn sich der Kolbenkopfbereich (18) in das Rohr hineinbewegt; und

eine Schraubennut (28), die auf der Innenwand des Außenzylinders (12) gebildete Gänge aufweist, wobei sich die Schraubennut (28) von der Nachbarschaft des distalen Endes (24) des Zylinders zu dem Akkumulator (54) erstreckt und ein entsprechendes Stegsegment (42) zwischen aufeinanderfolgenden Gängen der. Nut (28) gebildet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß:

das Stoßrohr (14) ferner eine Folge von Löchern (40) aufweist, die in Gruppen (34, 36, 38) ausgebildet sind, wobei jede Gruppe eine vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Lö chern aufweist, wobei die Löcher entlang des Rohrs (14) ausgerichtet sind und eine Öffnungsfläche bereitstellen, wobei sich jedes Loch von der Innenfläche zu der Außenfläche des Rohrs erstreckt, um einen Durchlaß von Fluid zu erlauben, so daß eine relative Drehung zwischen dem Stoßrohr (14) und dem Außenzylinder (12) die Folge von Löchern (40) in bezug auf die Nut (28) aus einer Position, in der jede Gruppe von aufeinanderfolgenden Löchern sich in eine separate entsprechende Windung der Nut (28) öffnet, bis zu einer Position, in der sämtliche der Löcher jeder Gruppe durch die entsprechenden Stegsegmente (42) blockiert sind, wodurch die Öffnungsfläche derart variiert wird, daß durch eine Relativbewegung zwischen dem Stoßrohr (14) und dem Außenzylinder (12) aus einer Position, in der alle Löcher offen sind, bis zu einer Position, in der alle Löcher geschlossen sind, aufeinanderfolgende Löcher in jeder Lochgruppe nacheinander blockiert werden, bis alle Löcher blockiert sind, um so die Geschwindigkeit des Fluidflusses aus dem Inneren des Stoßrohrs (14) einstellbar zu verändern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Stoßrohr (14) in dem Außenzylinder (12) derart aufgenommen ist, daß die Außenfläche des Rohrs (14) in Gleitkontakt mit der Innenwand des Außenzylinders ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der im wesentlichen die gesamte Schraubennut eine konstante Tiefe und einen quadratischen Boden im Querschnitt aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Akkumulator (54) innerhalb des proximalen Endes (26) des äußeren Zylindergehäuseelementes (12) aufgenommen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das äußere Zylindergehäuseelement (12) ein Schraubeneinstellmittel (68) aufweist, um den Außenzylinder (12) in bezug auf das Stoßrohr (14) fest zu fixieren, so daß eine vorbestimmte Öffnungsfläche zwischen dem Rohr und dem Zylinder eingehalten wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Öffnungsfläche zwischen Null und einer vorbestimmten Maximalfläche variiert, die eine Funktion der Anzahl der Löcher (40), die sich durch das Stoßrohr erstrecken, sowie ihrer betreffenden Durchmesser ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine Kompressionsfeder (44) aufweist, die zwischen Kolbenkopfbereich (18) und dem distalen Ende (24) des Zylinders (12) derart aufgenommen ist, daß, nachdem der Kolben durch das Zusammenwirken mit dem sich bewegenden Körper in das Stoßrohr hineingeschoben ist, die Kompressionsfeder den Kolben zu dem Beginn ihres Hubes zurückbewegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der der Kopfbereich (18) des Kolbens (20) einen Durchlaßweg (50) mit einer abdichtenden Kugel (58) aufweist, die beweglich darin aufgenommen ist, so daß dann, wenn der Kolben (20) in das Stoßrohr (14) verschoben wird, Fluid durch die Gruppe von Löchern (40) in den Akkumulator (54) fließt, und daß dann, wenn der Kolben (20) aus dem Stoßrohr (14) durch die Kompressionsfeder (44) herausgeschoben wird, Fluid aus dem Akkumulator (54) gesaugt wird und durch den Durchlaßweg (50) zurück in das Stoßrohr bewegt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der das äußere Zylindergehäuseelement (12) abgedichtet ist, um eine Leckage von Fluid daraus zu vermeiden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der aufeinanderfolgende Gänge der Schraubennut (28) einen vorbestimmten Abstand in Bezug auf die Folge (34, 36, 38) von Löchern aufweisen, so daß relativ große Drehungen zwischen dem Stoßrohr (14) und dem Außenzylinder (12) notwendig sind, um eine kleine Veränderung in der Öffnungsfläche zu bewirken.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Durchmesser jedes Loches (40) in der Folge (34, 36, 38) von Löchern relativ klein im Verhältnis zu der Breite der Schraubennut (28) ist, so daß relativ große Drehungen zwischen dem Stoßrohr (14) und dem Außenzylinder (12) notwendig sind, um eine kleine Veränderung in der Öffnungsfläche zu bewirken.