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CH569205A5 - Shock and vibratory energy absorber, using elastic hollow balls - applicable to delicate apparatus, loads for transport, etc. - Google Patents

Shock and vibratory energy absorber, using elastic hollow balls - applicable to delicate apparatus, loads for transport, etc.

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Publication number
CH569205A5
CH569205A5 CH766074A CH766074A CH569205A5 CH 569205 A5 CH569205 A5 CH 569205A5 CH 766074 A CH766074 A CH 766074A CH 766074 A CH766074 A CH 766074A CH 569205 A5 CH569205 A5 CH 569205A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
shock
energy
ball
units
absorbing
Prior art date
Application number
CH766074A
Other languages
German (de)
Original Assignee
Jerris Walter V
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Publication date
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Publication of CH569205A5 publication Critical patent/CH569205A5/en

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/373—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers characterised by having a particular shape
    • F16F1/374—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers characterised by having a particular shape having a spherical or the like shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F16F1/42—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers characterised by the mode of stressing
    • F16F1/422—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers characterised by the mode of stressing the stressing resulting in flexion of the spring
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

A shock and vibratory energy absorber for breaking down and converting kinetic energy into heat energy, is formed by a ball of elastic yielding material, such as rubber or neoprene, with a central cavity in the shape of a parallelepiped, through which a bore may extend to the outer faces of the ball. Made from elastic materials, easily obtained in the trade.

Description

  

  
 



   Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer einfachen und billigen, Stoss- und Vibrationsenergie absorbierenden Vorrichtung zur Herabsetzung und Umwandlung der kinetischen Stoss- und Vibrationsenergie in thermische Energie. Diese ist erfindungsgemäss gekennzeichnet durch eine Kugel aus elastisch nachgiebigem Material mit einem zentralen Hohlraum in Form eines Parallelepipeds.



   Ein Vorteil dieser Vorrichtung ist, dass sie aus im Handel erhältlichem elastischen Material bestehen kann. In der Form einer Stosstangenlagerung für Automobile kann eine solche Vorrichtung den Stoss einer Kollision bei niedriger Geschwindigkeit ohne Schädigung der festen Strukturen oder bleibende Deformation der Vorrichtung selbst absorbieren. Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann auch gut für die Lagerung empfindlicher Geräte, die gegen Vibrations- und Stosseinwirkungen isoliert werden sollen, sowie auch zur Verpackung von Lasten und Gütern, die per Bahn oder auf der Strasse zu transportieren sind, eingesetzt werden.



   Die Umwandlung kinetischer Stossenergie in Wärme wird durch den hohen Grad der Verformbarkeit der Hohlraumwände unter Belastung gefördert. Die beiden Seiten des parallelepipedförmigen Hohlraums bieten weniger strukturellen Widerstand, als dies der Fall wäre, wenn der Hohlraum kugelförmig und die Wandung überall gleich dick wäre.



   Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine stossabsorbierende Vorrichtung an der Stosstange eines Automobils,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Energie absorbierende Einheit der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2,
Fig. 3 einen Schnitt durch eine Energie absorbierende Einheit der Vorrichtung nach den Figuren 1 und 2,
Fig. 4 einen Schnitt durch eine alternative Ausführung, und
Fig. 5 einen Schnitt durch eine andere alternative Ausführung derselben.



   Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Vorrichtung, welche zur Absorbierung von Stossenergie bei einer Stosstange 20 eines Automobils angewendet ist.



   Die Stosstangen-Konstruktion 20 umfasst eine Stosstange 14 und ein Abstandsstück 21, das an einem C-Träger 15 befestigt ist. Dieser Träger enthält drei stossabsorbierende Einheiten 10, 10 und 11. Alle horizontalen Längskräfte an der Stossstange 14 werden auf diese Einheiten übertragen.Diese Einheiten sind durch ein Metallprofil 16 gehalten, welches über Bolzen 19 am Automobilfahrgestell 17 befestigt ist.



   Seitliche Bewegungen der Einheiten 10 und 11 werden durch die Berührung untereinander und mit seitlichen Platten 18 sowie durch den C-Träger 15 begrenzt, welcher die Einheiten 10 und 11 teilweise einschliesst. Diese Seitenbegrenzer sind so gelagert, dass sie den konvexen Aussenflächen der Einheiten 10 und 11 ebene Stützflächen   zukehren.   



   Die Energie absorbierenden Einheiten 10 und 11 können leicht vorgespannt sein durch äussere Druckkräfte, indem der Bolzen 12 in geeignetem Ausmass festgezogen wird. Der Bolzen 12 ist von einem Spintdorn 23 durchsetzt, welcher mit der Nabe 12 verrastet ist, um die Vorspannung aufrecht zu erhalten.



   In den Fig. 3-5 sind verschiedene Konfigurationen der Energie absorbierenden Einheiten dargestellt. Die Einheit 25 besitzt einen würfelförmigen Hohlraum 29 und eine durchgehende Bohrung 28. Die Einheit 26 weist einen rechteckigen inneren Hohlraum 30 und eine durchgehende Bohrung 28 von relativ grossem Durchmesser auf, und die Einheit 27 zeigt einen relativ grossen würfelförmigen Innenraum 29 mit einer ebenfalls breiten Bohrung 28.



   Die Energie absorbierenden Einheiten können aus Gummimischungen, beispielsweise Neopren-Mischungen, oder aus andern elastischen Materialien hergestellt sein, welche Energie unter Druck speichern können.



   PATENTANSPRUCH



   Stoss- und Vibrationsenergie absorbierende Vorrichtung zur Herabsetzung und Umwandlung der kinetischen Stoss- und Vibrationsenergie in thermische Energie, gekennzeichnet durch eine Kugel (10, 11, 25, 26, 27) aus elastisch nachgiebi   gem    Material mit einem zentralen Hohlraum (22, 29, 30) in Form eines Parallelepipeds.



   UNTERANSPRÜCHE
1. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Hohlraum (22, 29, 30) die Form eines hohlen Würfels aufweist.



   2. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel aus einer Gummimischung besteht.



   3. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel aus einer Mischung von Neoprenen besteht.



   4. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel zwischen ebenen Flächen eingespannt ist, um die Stoss- und Vibrationsenergie zwischen denselben zu vermindern.



   5. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenpartien der Kugel durch ebene Oberflächen zurückgehalten werden, welche Oberflächen sich im rechten Winkel zu den Flächen erstrecken, die den Stoss vermitteln.



   6. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bohrung (28) den zentralen Hohlraum (29, 30) der Kugel (26, 27) durchsetzt, wobei sich diese Bohrung beiderends bis an die Aussenfläche der Kugel erstreckt.

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.



   



  
 



   The invention aims to provide a simple and inexpensive device which absorbs shock and vibration energy for reducing and converting the kinetic shock and vibration energy into thermal energy. This is characterized according to the invention by a ball made of elastically flexible material with a central cavity in the form of a parallelepiped.



   An advantage of this device is that it can be made of commercially available elastic material. In the form of a bumper mount for automobiles, such a device can absorb the shock of a collision at low speed without damaging the solid structures or permanent deformation of the device itself. The device according to the invention can also be used well for the storage of sensitive devices that are to be insulated against the effects of vibration and shock, as well as for the packaging of loads and goods that are to be transported by rail or on the road.



   The conversion of kinetic impact energy into heat is promoted by the high degree of deformability of the cavity walls under load. The two sides of the parallelepiped-shaped cavity offer less structural resistance than would be the case if the cavity were spherical and the walls were of the same thickness everywhere.



   The invention is shown in the drawing, for example. Show it:
1 shows a cross section through a shock-absorbing device on the bumper of an automobile,
2 shows a section through an energy-absorbing unit of the device according to FIGS. 1 and 2,
3 shows a section through an energy-absorbing unit of the device according to FIGS. 1 and 2,
4 shows a section through an alternative embodiment, and
Figure 5 is a section through another alternative embodiment thereof.



   1 and 2 show a device which is used for absorbing impact energy in a bumper 20 of an automobile.



   The bumper structure 20 includes a bumper 14 and a spacer 21 that is attached to a C-beam 15. This carrier contains three shock-absorbing units 10, 10 and 11. All horizontal longitudinal forces on the bumper 14 are transmitted to these units. These units are held by a metal profile 16 which is fastened to the automobile chassis 17 via bolts 19.



   Lateral movements of the units 10 and 11 are limited by the contact with one another and with the side plates 18 and by the C-beam 15 which partially encloses the units 10 and 11. These side limiters are mounted in such a way that they face the convex outer surfaces of the units 10 and 11 with flat support surfaces.



   The energy absorbing units 10 and 11 can be slightly pretensioned by external compressive forces by tightening the bolt 12 to a suitable extent. The bolt 12 is penetrated by a spinning mandrel 23 which is locked with the hub 12 in order to maintain the pretension.



   Various configurations of the energy absorbing units are shown in FIGS. 3-5. The unit 25 has a cube-shaped cavity 29 and a through bore 28. The unit 26 has a rectangular inner cavity 30 and a through bore 28 of relatively large diameter, and the unit 27 shows a relatively large cube-shaped interior 29 with a likewise wide bore 28.



   The energy-absorbing units can be made from rubber compounds, for example neoprene compounds, or from other elastic materials which can store energy under pressure.



   PATENT CLAIM



   Shock and vibration energy absorbing device for reducing and converting the kinetic shock and vibration energy into thermal energy, characterized by a ball (10, 11, 25, 26, 27) made of elastically flexible material with a central cavity (22, 29, 30 ) in the form of a parallelepiped.



   SUBCLAIMS
1. Device according to claim, characterized in that the central cavity (22, 29, 30) has the shape of a hollow cube.



   2. Device according to claim, characterized in that the ball consists of a rubber mixture.



   3. Device according to claim, characterized in that the ball consists of a mixture of neoprene.



   4. Device according to claim, characterized in that the ball is clamped between flat surfaces in order to reduce the shock and vibration energy between the same.



   5. Device according to claim, characterized in that the side parts of the ball are retained by flat surfaces, which surfaces extend at right angles to the surfaces that convey the shock.



   6. Device according to claim, characterized in that a bore (28) penetrates the central cavity (29, 30) of the ball (26, 27), this bore extending at both ends to the outer surface of the ball.

** WARNING ** End of DESC field could overlap beginning of CLMS **.

Claims (1)

**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **. ** WARNING ** Beginning of CLMS field could overlap end of DESC **. Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer einfachen und billigen, Stoss- und Vibrationsenergie absorbierenden Vorrichtung zur Herabsetzung und Umwandlung der kinetischen Stoss- und Vibrationsenergie in thermische Energie. Diese ist erfindungsgemäss gekennzeichnet durch eine Kugel aus elastisch nachgiebigem Material mit einem zentralen Hohlraum in Form eines Parallelepipeds. The invention aims to provide a simple and inexpensive device which absorbs shock and vibration energy for reducing and converting the kinetic shock and vibration energy into thermal energy. This is characterized according to the invention by a ball made of elastically flexible material with a central cavity in the form of a parallelepiped. Ein Vorteil dieser Vorrichtung ist, dass sie aus im Handel erhältlichem elastischen Material bestehen kann. In der Form einer Stosstangenlagerung für Automobile kann eine solche Vorrichtung den Stoss einer Kollision bei niedriger Geschwindigkeit ohne Schädigung der festen Strukturen oder bleibende Deformation der Vorrichtung selbst absorbieren. Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann auch gut für die Lagerung empfindlicher Geräte, die gegen Vibrations- und Stosseinwirkungen isoliert werden sollen, sowie auch zur Verpackung von Lasten und Gütern, die per Bahn oder auf der Strasse zu transportieren sind, eingesetzt werden. An advantage of this device is that it can be made of commercially available elastic material. In the form of a bumper mount for automobiles, such a device can absorb the shock of a collision at low speed without damaging the solid structures or permanent deformation of the device itself. The device according to the invention can also be used well for the storage of sensitive devices that are to be insulated against the effects of vibration and shock, as well as for the packaging of loads and goods that are to be transported by rail or on the road. Die Umwandlung kinetischer Stossenergie in Wärme wird durch den hohen Grad der Verformbarkeit der Hohlraumwände unter Belastung gefördert. Die beiden Seiten des parallelepipedförmigen Hohlraums bieten weniger strukturellen Widerstand, als dies der Fall wäre, wenn der Hohlraum kugelförmig und die Wandung überall gleich dick wäre. The conversion of kinetic impact energy into heat is promoted by the high degree of deformability of the cavity walls under load. The two sides of the parallelepiped-shaped cavity offer less structural resistance than would be the case if the cavity were spherical and the walls were of the same thickness everywhere. Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch eine stossabsorbierende Vorrichtung an der Stosstange eines Automobils, Fig. 2 einen Schnitt durch eine Energie absorbierende Einheit der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2, Fig. 3 einen Schnitt durch eine Energie absorbierende Einheit der Vorrichtung nach den Figuren 1 und 2, Fig. 4 einen Schnitt durch eine alternative Ausführung, und Fig. 5 einen Schnitt durch eine andere alternative Ausführung derselben. The invention is shown in the drawing, for example. Show it: 1 shows a cross section through a shock-absorbing device on the bumper of an automobile, 2 shows a section through an energy-absorbing unit of the device according to FIGS. 1 and 2, 3 shows a section through an energy-absorbing unit of the device according to FIGS. 1 and 2, 4 shows a section through an alternative embodiment, and Figure 5 is a section through another alternative embodiment thereof. Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Vorrichtung, welche zur Absorbierung von Stossenergie bei einer Stosstange 20 eines Automobils angewendet ist. 1 and 2 show a device which is used for absorbing impact energy in a bumper 20 of an automobile. Die Stosstangen-Konstruktion 20 umfasst eine Stosstange 14 und ein Abstandsstück 21, das an einem C-Träger 15 befestigt ist. Dieser Träger enthält drei stossabsorbierende Einheiten 10, 10 und 11. Alle horizontalen Längskräfte an der Stossstange 14 werden auf diese Einheiten übertragen.Diese Einheiten sind durch ein Metallprofil 16 gehalten, welches über Bolzen 19 am Automobilfahrgestell 17 befestigt ist. The bumper structure 20 includes a bumper 14 and a spacer 21 that is attached to a C-beam 15. This carrier contains three shock-absorbing units 10, 10 and 11. All horizontal longitudinal forces on the bumper 14 are transmitted to these units. These units are held by a metal profile 16 which is fastened to the automobile chassis 17 via bolts 19. Seitliche Bewegungen der Einheiten 10 und 11 werden durch die Berührung untereinander und mit seitlichen Platten 18 sowie durch den C-Träger 15 begrenzt, welcher die Einheiten 10 und 11 teilweise einschliesst. Diese Seitenbegrenzer sind so gelagert, dass sie den konvexen Aussenflächen der Einheiten 10 und 11 ebene Stützflächen zukehren. Lateral movements of the units 10 and 11 are limited by the contact with one another and with the side plates 18 and by the C-beam 15 which partially encloses the units 10 and 11. These side limiters are mounted in such a way that they face the convex outer surfaces of the units 10 and 11 with flat support surfaces. Die Energie absorbierenden Einheiten 10 und 11 können leicht vorgespannt sein durch äussere Druckkräfte, indem der Bolzen 12 in geeignetem Ausmass festgezogen wird. Der Bolzen 12 ist von einem Spintdorn 23 durchsetzt, welcher mit der Nabe 12 verrastet ist, um die Vorspannung aufrecht zu erhalten. The energy absorbing units 10 and 11 can be slightly pretensioned by external compressive forces by tightening the bolt 12 to a suitable extent. The bolt 12 is penetrated by a spinning mandrel 23 which is locked with the hub 12 in order to maintain the pretension. In den Fig. 3-5 sind verschiedene Konfigurationen der Energie absorbierenden Einheiten dargestellt. Die Einheit 25 besitzt einen würfelförmigen Hohlraum 29 und eine durchgehende Bohrung 28. Die Einheit 26 weist einen rechteckigen inneren Hohlraum 30 und eine durchgehende Bohrung 28 von relativ grossem Durchmesser auf, und die Einheit 27 zeigt einen relativ grossen würfelförmigen Innenraum 29 mit einer ebenfalls breiten Bohrung 28. Various configurations of the energy absorbing units are shown in FIGS. 3-5. The unit 25 has a cube-shaped cavity 29 and a through bore 28. The unit 26 has a rectangular inner cavity 30 and a through bore 28 of relatively large diameter, and the unit 27 shows a relatively large cube-shaped interior 29 with a likewise wide bore 28. Die Energie absorbierenden Einheiten können aus Gummimischungen, beispielsweise Neopren-Mischungen, oder aus andern elastischen Materialien hergestellt sein, welche Energie unter Druck speichern können. The energy-absorbing units can be made from rubber compounds, for example neoprene compounds, or from other elastic materials which can store energy under pressure. PATENTANSPRUCH PATENT CLAIM Stoss- und Vibrationsenergie absorbierende Vorrichtung zur Herabsetzung und Umwandlung der kinetischen Stoss- und Vibrationsenergie in thermische Energie, gekennzeichnet durch eine Kugel (10, 11, 25, 26, 27) aus elastisch nachgiebi gem Material mit einem zentralen Hohlraum (22, 29, 30) in Form eines Parallelepipeds. Shock and vibration energy absorbing device for reducing and converting the kinetic shock and vibration energy into thermal energy, characterized by a ball (10, 11, 25, 26, 27) made of elastically flexible material with a central cavity (22, 29, 30 ) in the form of a parallelepiped. UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Hohlraum (22, 29, 30) die Form eines hohlen Würfels aufweist. SUBCLAIMS 1. Device according to claim, characterized in that the central cavity (22, 29, 30) has the shape of a hollow cube. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel aus einer Gummimischung besteht. 2. Device according to claim, characterized in that the ball consists of a rubber mixture. 3. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel aus einer Mischung von Neoprenen besteht. 3. Device according to claim, characterized in that the ball consists of a mixture of neoprene. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel zwischen ebenen Flächen eingespannt ist, um die Stoss- und Vibrationsenergie zwischen denselben zu vermindern. 4. Device according to claim, characterized in that the ball is clamped between flat surfaces in order to reduce the shock and vibration energy between the same. 5. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenpartien der Kugel durch ebene Oberflächen zurückgehalten werden, welche Oberflächen sich im rechten Winkel zu den Flächen erstrecken, die den Stoss vermitteln. 5. Device according to claim, characterized in that the side parts of the ball are retained by flat surfaces, which surfaces extend at right angles to the surfaces that convey the shock. 6. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bohrung (28) den zentralen Hohlraum (29, 30) der Kugel (26, 27) durchsetzt, wobei sich diese Bohrung beiderends bis an die Aussenfläche der Kugel erstreckt. 6. Device according to claim, characterized in that a bore (28) penetrates the central cavity (29, 30) of the ball (26, 27), this bore extending at both ends to the outer surface of the ball.
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