DE1248383B

DE1248383B - Stossdaempfende Vorrichtung

Info

Publication number: DE1248383B
Application number: DE1966P0039110
Authority: DE
Inventors: Lothar Peter; Oskar E Peter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-03-31
Filing date: 1966-03-31
Publication date: 1967-08-24

Description

Stoßdämpfende Vorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine stoßdämpfende Vorrichtung, bestehend aus einer Metallhülse mit kegeliger Bohrung und darin hintereinander angeordneten, mit ihren Stimflächen aneinanderliegenden, geschlitzten oder geschlossenen Innenringen, die durch einen Stempel unter elastischer Formänderung in die Bohrung gedrückt werden.
Bekannt ist eine stoßdämpfende Vorrichtung, bei der offene oder geschlossene rin-förmige Druck-C 2D körper in ein mit kegeligem Hohlraum versehenes Rohr eingesetzt und mittels eines Stößels gemeinsam durch das Rohr hindurchbewegt werden, wobei sie in dem kegeligen Hohlraum eine elastische Formänderung innerhalb ihrer Streckgrenze erfahren und nach dem Austritt aus dem Rohr auf ihren ursprüng lichen Durchmesser zurückgehen. Da die ringförmigen Druckkörper bei der Bewegung des Stößels nacheinander aus dem Außenrohr herausfallen. müssen diese nach einmaligem Gebrauch einzeln wieder in das Rohr ein-esetzt werden, was umständlich ist und Zeit in Anspruch nimmt. Nachteilig ist ferner, daß die ringförmigen zylindrischen Druckkörper beim Hindurchbewegen durch den kegeligen Abschnitt des Außenrohres beachtliche Biegespannungen erleiden, ferner beim übergang aus dem kegeligen Hohlraum in den zylindrischen Teil mit der größten Verengung wesentliche Kantenpressungen auftreten. Auch sind bereits rückstoßfreie Stoßdämpfer mit Rückstellfeder für kurzen Pufferweg bekannt, bei dem die Schnittflächen der aus einem Zylindermantel geschnittenen Reibbacken mindestens an einer Seite ballig gestaltet werden. Bei Ringfedern, deren Innen- und Außenringe mit kegeligen Berührungsflächen ineinander,-reifen, ist es bekannt, eine im Verhältnis zur Belastung und dem zu erreichenden Dämpfungsgrad bestimmte Anzahl Elemente der Rin-federsäule durch Oberflächenbehandlung oder Schmierung weitgehend reibungsarm auszuführen und mit einer Anzahl von Ringfederelementen normaler Reibung zusammenzuschalten. Es gibt indessen noch kein Mittel, mit dessen Hilfe die Kegelflächen von Ringfedern auf die Dauer reibungsarm gestaltet werden können, vielmehr haben die bisherigen Versuche gezeigt, daß die chemisch oder mechanisch aufgebrachten Substanzen infolge der hohen Flächendrücke bereits nach kurzer Zeit abgerieben oder abgedrückt werden. Ringfedern finden daher auch heute noch keine Anwendung als Tragfedern für Fahrzeuge. - Bei zwei gewickelten Reibungsfedern, die mit konischen Berührungsflächen ineinandergreifen, ist es schließlich bekannt, einen Schraubenfederdraht für die 2 Innen- oder Außenfeder zu verwenden und zur Reibung an der Innenwand eines Gehäuses oder auf einer innenliegenden Zugstange auszunutzen. Sie gehören zur Gruppe der Biegungsfedern oder Aufweitungs-Schraubenfedern mit schlechter Führung und geringem Rückfederungsvermö,-,en.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine stoßdämpfende Vorrichtung zu schaffen, die bei einfachem Aufbau, preisgünstiger Herstelluiig und als einbaufertige Einheit mit geringem Raumbedarf eine große Arbeitsfähigkeit und einen großen Federweg aufweist, in kontinuierlichem Betrieb bei guter Wärmeableitung weitgehend wartungsfrei arbeitet und jeweils selbsttätig in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt. Erfindungsgemäß erfolgt dies dadurch, daß die Innenringe auf den in an sich bekannter Weise durch eine Rückstellfeder beaufschlagten Stempel mit radialem Spiel aufgereilit und in axialer Lage durch Sicherungsringe gehalten und mit balligen Außenflächen versehen sind, deren Hüllfläche dem Kegel der Bohrung der Metallhülse enispricht. Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung können die geschlitzten Innenringe untereinander verschiedene Schlitzbreiten aufweisen und aus Werkstoffen mit unterschiedlichem Reibungskoefflzienten, wie Federstahl, Grauguß, Berylliumlegierung, Leichtmetallegierung, Kunststoff od. dgl., bestehen. Auch liegt es im Wesen der Erfindung, die Metallhülse außen parallel zu ihrer kegeligen Bohrung mit verschieden tief eingearbeiteten Kühlrippen auszurüsten und aus einer hochfesten Leichtmetall- oder Berylliumlegierung zu fertigen.
Mit den Mitteln der Erfindung gelingt es, die Nachteile der bekannten stoßdämpfenden Vorrichtunaen zu beseitigen und bei hoher Kraftaufnahme und großen Federwegen durch die verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten mit Hilfe der balligen Innenringe die Federcharakteristik und Dämpfung in großen Grenzen ä zu variieren. Insbesondere kann die Dämpfung von Stoßimpulsen durch Wahl verschieden großer Außendurchmesser und verschiedener Schlitzbreiten der balligen Innenringe stufenweise und allmählich bewirkt werden. Für die Anwendung als Tragfeder für Fahrzeuge ist dies von ausschlag-"e 01 'oender Bedeutung, da auf diese Weise einerseits hochfrequente Fahrbahnstöße ungedämpft übertragen werden können und zum anderen ein Steckenbleiben der Vorrichtung auch bei Dauerbelastung vermieden wird. Nach Wahl können geschlossene und geschlitzte ballige Innenringe miteinander kombiniert werden, wobei die geschlossenen Innenringe init ihren balligen Mantelflächen gleichzeitig als Kugeldorn arbeiten und die Oberflächenrauhigkeiten der ke-' eligen Bohrung der Metallhülse glätten, wodurch die Reibung und somit auch die Wärmeentwicklung verringert wird. Die Anordnung von tief eingearbeiteten Kühlrippen an der äußeren zylindrischen Mantelfläche der Metallhülse parallel zu ihrer Bohrung ist ein weiteres vorteilhaftes Mittel für die Wärmeableitung, wenn insbesondere in kontinuierlichem Betrieb auftretende Stoßimpulse abgefedert und gedämpft werden sollen, beispielsweise bei Kraftfahrzeugen. Wird die Kühlrippenanordnung und -ausbildung dabei so gewählt, daß an der Stelle der größten Wärmeentwicklung, d. h. in der Endphase der Einfederung und der größten Reibung und Dämpfung die längsten Kühlrippen mit der größten Umfangsfläche angeordnet sind, so ist ausreichende Gewähr für die schnelle Abführung beachtlicher Wärmemengen, die Erhaltung des Schmierfilms und die Dauerhaltbarkeit und einwandfreie Wirkungsweise der stoßdämpfenden Vorrichtung nach der Erfindung gegeben. - Eine Beeinflussung des Federungs- und Dämpfungsgrades kann schließlich auf einfache Weise noch durch die Wahl verschiedener Werkstoffe für die balligen Innenringe herbeigeführt werden.
Für die Gegenstände der Unteransprüche wird Schutz nur in Verbindung mit dem Gegenstand des Hauptanspruchs begehrt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 die stoßdämpfende Vorrichtung in der Anfangsstellung - ausgefedert - in einem axialen Schnitt und F i g. 2 die stoßdämpfende Vorrichtung in der Endstellung - eingefedert -, und zwar die obere Hälfte in einem axialen Schnitt und die untere Hälfte in Ansicht.
Die stoßdämpfende Vorrichtung weist eine Metallhülse 1 mit durchgehender kegeliger Bohrung la und am Außenmantel parallel zur kegeligen Bohrung verschieden tief eingearbeiteten Kühlrippen 1 b auf. Konzentrisch in der kegeligen Bohrung 1 a sind die hintereinandergeschalteten und mit ihren Stirnflächen gegeneinanderliegenden geschlitzten oder geschlossenen Innenringe 2, 2 a, 2 b, 2 c mit balligen Mantelflächen von verschieden großem Außendurchmesser angeordnet, wobei diese Innenringe mit Spiel auf dem Schaft des Stempels 3 sitzen und an beiden Enden durch je einen federnden Sicherungsring 4 am Stempel 3 gegen axiale Verschiebung gehalten sind. Eine koaxial in der Sackbohrung des Stempels 3 angeordnete Schraubenfeder 5 stützt sich gegen die Abschlußscheibe 6 mit zentrisch sitzender Gewindebohrung ab, die mit ihrer kegeligen Mantelfläche fest in der kegeligen Bohrung 1 a der Metallhülse 1 sitzt. In dem gegenüberliegenden Ende der kegeligen Bohrung 1 a hat eine Führungsbuchse 7 mit kegeliger Mantelfläche Aufnahme gefunden, wobei die Führungsbuchse 7 von dem Stempel 3 mit Gewindeansatz durchdrungen und mittels eines federnden Sicherungsringes 8 in der Metallhülse 1 gehalten wird.
Die Arbeitsweise der stoßdämpfenden Vorrichtung ist wie folgt: Erfolgt ein Stoßimpuls in Pfeilrichtung, so werden die hintereinandergeschalteten balligen Innenringe 2, 2 a, 2 b, 2 c mit dem Stempel 3 konzentrisch stufenweise in die kegelige Bohrung 1 a der Meiallhülse 1 gepreßt, wodurch der Stoßimpuls durch Reibung zwischen den balligen Mantelflächen der Innenringe und der kegeligen Bohrung allmählich gedämpft wird. Bei diesem Vorgang wird die Schraubenfeder 5 zusammengedrückt, so daß der Stempel 3 mit den Innenringen nach erfolgter Dämpfung in die Ausgangsstellung zurückkehrt. Nach überbrückung der Schlitzbreiten arbeiten die geschlitzten Innenringe als geschlossene Ringe weiter.

Claims

Patentansprüche: 1. Stoßdämpfende Vorrichtung, bestehend aus einer Metallhülse mit kegeliger Bohrung und darin hintereinander angeordneten, mit ihren Stimflächen aneinanderliegenden, geschlitzten oder geschlossenen Innenringen, die durch einen Stempel unter elastischer Formänderung in die Bohrung gedrückt werden, dadurch gekennzeichn e t, daß die Innenringe (2, 2 a, 2 b, 2 c) auf den in an sich bekannter Weise durch eine Rückstellfeder (5) beaufschlagten Stempel (3) mit radialem Spiel aufgereiht und in axialer Lage durch Sicherungsringe (4) gehalten und mit balligen Außenflächen versehen sind, deren Hüllfläche dem Kegel (la) der Bohrung der Metallhülse (1) entspricht.
2. Stoßdämpfende Vorrichtung nach Anspruch 1 mit geschlitzten Innenringen, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenringe (2, 2a, 2b, 2 c) untereinander verschiedene Schlitzbreiten aufweisen und aus Werkstoffen mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten, wie Federstahl, Grauguß, Berylliumlegierung, Leichtmetallegierung, Kunststoff od. dgl. bestehen. 3. Stoßdämpfende Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallhülse (1) an ihrer äußeren zylindrischen Mantelfläche parallele, der kegeligen Bohrung (la) entsprechend verschieden tief eingearbeitete Kühlrippen (1b) aufweist. 4. Stoßdämpfende Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallhülse (1) aus einer hochfesten Leichtmetalllegierung oder Berylliumlegierung besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 420 473, 552 698; deutsche Auslegeschrift Nr. 1082 507; USA.-Patentschrift Nr. 3 107 906.