-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Offenbarung betrifft das Gebiet der Stoßdämpfer und insbesondere den Aufbau eines Zwei-Wege-Stoßdämpfers.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Ein Stoßdämpfer dient der Reduktion von Vibrationen eines Werkstücks, um dadurch die Lebensdauer des Werkstücks zu verlängern oder eine durch derartige Vibrationen bedingte Lärmbelastung zu verringern. Stoßdämpfer sind daher in verschiedensten Industriezweigen weit verbreitet.
-
Derzeit umfasst ein Stoßdämpfer, wie er beispielsweise in einem Windturbinengenerator zum Einsatz kommt, ein Gehäuse, ein Elastomer, das in dem Gehäuse angeordnet ist und einen Hohlraum aufweist, sowie einen Kern, der in dem Hohlraum des Elastomers angeordnet ist. In dem Gehäuse ist ein sich verjüngend ausgebildeter Hohlraum vorgesehen. Auch der Hohlraum des Elastomers ist sich verjüngend ausgebildet und das Elastomer hat ebenfalls eine sich verjüngende Form (d.h., das Elastomer hat eine im Wesentlichen konstante Wanddicke). Der Kern ist eng mit dem sich verjüngend ausgebildeten Hohlraum des Elastomers in Eingriff, und das Elastomer ist eng mit dem Hohlraum des Gehäuses in Eingriff. Wenn das Elastomer in dem Gehäuse angeordnet ist, nimmt außerdem die Größe des sich verjüngend ausgebildeten Hohlraums des Elastomers von oben nach unten kontinuierlich ab.
-
Beim Einsatz wird der Stoßdämpfer unterhalb des Windturbinengenerators befestigt, wobei der Kern mit dem Windturbinengenerator in Kontakt steht. Während des Betriebs des Windturbinengenerators wird der Kern mit dem Windturbinengenerator in eine Vertikalschwingung versetzt. Bei der Bewegung nach unten erzeugt der Kern, der durch das Elastomer und das Gehäuse begrenzt ist, Druck gegen das Elastomer, so dass die Vibration des Kerns durch das Elastomer abgeschwächt wird, wodurch die Vibration des Windturbinengenerators abgeschwächt wird. Wenn der Kern sich nach oben bewegt, wird unter abnehmendem Druck des Kerns die Verformung des Elastomers kontinuierlich zurückgeführt. Das Elastomer und das Gehäuse erzeugen jedoch keine Zwangskraft gegen den Kern. Wenn der Windturbinengenerator sich nach oben bewegt, hat das Elastomer also keine dämpfende Wirkung auf den Windturbinengenerator. Wenn das Elastomer wie oben erwähnt angeordnet ist, wird infolgedessen die Dämpfungswirkung des Stoßdämpfers geringer.
-
Die
DE 60 2004 008 548 T2 offenbart ein Lagersystem aus Elastomer, das eine hohe Druckbelastung aufnehmen kann und eine Schwenkbewegung um eine zu dieser Belastung senkrechte Achse ermöglicht und insbesondere geeignet ist, die Blätter eines Hubschrauberrotors mit einer Rotornabe zu verbinden. Ein solches Lagersystem umfasst ein erstes und ein zweites elastomeres Lagerelement die an den entgegengesetzten Enden einer Zugstange befestigt sind. Das erste elastomere Lagerelement umfasst ein starres Außengehäuse mit einer inneren kegelstumpfförmigen Oberfläche, deren kleinere Basis nach innen gerichtet ist, ein starres Innengehäuse mit einer äußeren kegelstumpfförmigen Oberfläche, deren kleinere Basis nach innen gerichtet ist, und einen elastischen Körper zwischen der inneren und äußeren kegelstumpfförmigen Oberfläche. Das zweite elastomere Lagerelement besteht aus einer Chevron-Untergruppe, die zwei konische elastomere Lagerelemente umfasst, die mit ihrer kleineren Basis einander zugewandt angeordnet sind, wobei beide ein einzelnes Innengehäuse und einen elastischen Körper aufweisen und ein gemeinsames Außengehäuse mit einer doppelt konischen Innenfläche teilen, wobei die Innengehäuse durch Befestigungselemente miteinander verbunden sind.
-
Die
US 2 749 160 A beschreibt ein Lager, bestehend aus einer Gummiverbindung oder - buchse, die ein äußeres starres rohrförmiges Element mit einem im allgemeinen zylindrischen Innenflächenabschnitt, ein inneres starres rohrförmiges Element mit einem im allgemeinen zylindrischen Außenflächenabschnitt und einen separat geformten und vulkanisierten Gummiring unter relativ hoher radialer Kompression und axialer Dehnung zwischen den Elementen aufweist. Als Kegelstümpfe geformte Elemente sind endseitig an dieser Anordnung vorgesehen, wobei deren kegelstumpfförmigen Basis-Oberflächen jeweils in Form von Lagerflächen nach außen Weisen
-
Die
GB 891 622 A beschreibt eine elastische Buchse, besteht aus einem äußeren rohrförmigen Element und inneren rohrförmigen Elementen, die axial durch einen Raum getrennt sind, wobei der Raum zwischen dem inneren und äußeren Element mit Gummi oder gummiähnlichem Material gefüllt ist. Der Gummi hat die Form von drei Ringen. Die Gummiringe sind mit den angrenzenden Rohrstücken verbunden.
-
Die
GB 760 706 A beschreibt eine elastische Befestigung, umfassend eine Masse aus elastischem Material, die zwischen inneren und äußeren Elementen angeordnet ist, von denen jedes einen Umfang aufweist, der sich von einer zentralen Quersymmetrieebene nach außen krümmt, wenn die Befestigung im Längsschnitt betrachtet wird, wobei die Umfänge beider Elemente an allen Punkten des Querschnitts kreisförmig sind, und wobei der maximale Durchmesser des Umfangs des inneren Elements größer als der des Umfangs des äußeren Elements ist. Das innere Element trägt ein Paar Anschlagflächen.
-
Die
DE 41 28 488 A1 beschreibt ein Doppelkonuslager. Solche Lagern sind vorzugsweise als Metallgummilager mit Innen- und Außenkonus aus Metall mit dazwischen einvulkanisierten elastischen z.B. Gummischichten ausgeführt. Mehrere elastische Schichten z.B. aus Gummi können durch Metallkonus geteilt vorgesehen werden. Die verschiedenen Gummischichten können unterschiedlich dick und/oder im Inneren der Metallkonen konisch sein. Die Gummischichten selbst können im Inneren der Konen konisch sein.
-
Die
DE 42 39 889 A1 beschreibt einen hydraulischen Schwingungsdämpfer oder ein Federbein für Kraftfahrzeuge mit einem Dämpfungsflüssigkeit enthaltenden Dämpferzylinder, einem im Dämpferzylinder gleitenden Dämpfungskolben und einer den Dämpfungskolben tragenden Kolbenstange. Das Stiftgelenk des Schwingungsdämpfers oder des Federbeins ist mit dem Fahrzeug oder der Radmasse über eine selbsttätig einrastende Schnappverbindung verbindbar.
-
Die
US 2 935 347 A beschreibt ein elastisches Element, umfassend einen Stift mit zwei Abschnitten, die von einer Mutter zusammengehalten werden. Mit dem Stift ist eine Gummibuchse verklebt. Bei der Montage wird der Stift mit der darauf befindlichen Buchse axial in eine Hülse eingeführt, bevor ein Ring angebracht wird. Der Ring wird seinerseits auf einen Bolzen aufgesetzt und die Mutter angezogen, wobei ein Teil der Gummibuchse, der über einen Teil des Stiftes hinausragt, nach außen gedrückt wird.
-
Die Dämpfungswirkung all dieser Lager und elastischen Element ist mitunter ungenügend. Die Verbesserung der Dämpfungswirkung von Stoßdämpfern ist daher ein technisches Problem, das durch Fachleute gelöst werden muss.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Die vorliegende Offenbarung stellt einen Stoßdämpfer zur Verfügung, der eine überragende Dämpfungswirkung hat, einen einfachen Aufbau aufweist und bequem eingesetzt werden kann.
-
Ein Zwei-Wege-Stoßdämpfer der vorliegenden Offenbarung, ist mit einem zu dämpfenden Werkstück verbindbar, und umfasst ein erstes Ende und ein zweites Ende, wobei nach Verbindung des Stoßdämpfers mit dem Werkstück, das erste Ende näher am Werkstück angeordnet ist als das zweite Ende, der Stoßdämpfer bestehend aus einem Elastomer, das Folgendes einschließt: eine erste Dämpfungseinheit, in Form eines umgekehrten Konus mit in Richtung vom ersten Ende zum zweiten Ende kontinuierlich abnehmender Größe, und eine zweite Dämpfungseinheit, die mit der ersten Dämpfungseinheit verbunden und näher am zweiten Ende angeordnet ist als die erste Dämpfungseinheit, wobei die zweite Dämpfungseinheit die Form eines Konus mit in Richtung vom ersten Ende zum zweiten Ende kontinuierlich zunehmender Größe hat, und einen säulenförmigen Verbindungsabschnitt, umfassend einen säulenförmigen Innenhohlraum, wobei die erste Dämpfungseinheit, der Verbindungsabschnitt und die zweite Dämpfungseinheit aufeinander folgend miteinander verbunden sind, wobei der Verbindungsabschnitt eine größere Wanddicke als die erste Dämpfungseinheit und die zweite Dämpfungseinheit hat, und wobei die erste Dämpfungseinheit einen geringeren Kippwinkel hat als die zweite Dämpfungseinheit wobei die erste Dämpfungseinheit, die zweite Dämpfungseinheit und der Verbindungsabschnitt jeweils Folgendes umfassen: eine Mehrzahl von Gerüsten, die voneinander beabstandet sind und Formen aufweisen, die jeweils der ersten Dämpfungseinheit bzw. der zweiten Dämpfungseinheit bzw. dem Verbindungsabschnitt entsprechen, wobei zwischen zwei beliebigen benachbarten Gerüsten verformbares Material verfüllt ist, wobei die Gerüste im Inneren des Verbindungsabschnitts radial ausgerichtete Hohlräume aufweisen, und die Gerüste im Inneren des Verbindungsabschnitts, die Gerüste im Inneren der ersten Dämpfungseinheit und die Gerüste im Inneren der zweiten Dämpfungseinheit alle Trennwandstrukturen darstellen, und wobei der Verbindungsabschnitt innen mit elastischen Hohlkugeln gefüllt ist.
-
Durch die Verformung der ersten Dämpfungseinheit erzeugt das Elastomer eine Dämpfungswirkung, wenn ein Werkstück sich in Richtung des Stoßdämpfers bewegt (auch bezeichnet als „nach unten“ bewegt), und durch die Verformung der zweiten Dämpfungseinheit, wenn das Werkstück sich vom Stoßdämpfer weg bewegt (auch bezeichnet als „nach oben“ bewegt. Während der Vibration des Werkstücks übt das Elastomer also stets eine dämpfende Wirkung auf das Werkstück aus. Somit kann das Elastomer eine gute Dämpfungswirkung bereitstellen. Da die erste Dämpfungseinheit mit der zweiten Dämpfungseinheit verbunden ist, erübrigt sich darüber hinaus bei der Montage das Einstellen der Relativposition der ersten Dämpfungseinheit zu der zweiten Dämpfungseinheit, wodurch des Elastomers in seinem Aufbau einfach und bequem verwendbar ist. Außerdem kann hierdurch eine auf das Elastomer ausgeübte Zugkraft weiter reduziert werden, oder die Zugkraft kann entfernt werden, so dass das Elastomer nur unter einer Kompressionskraft steht. Daher kann die Lebensdauer des Elastomers wirksam verlängert werden.
-
Die Zwei-Wege-Stoßdämpfer umfasst einen säulenförmigen Verbindungsabschnitt mit einem säulenförmigen Innenhohlraum, wobei die erste Dämpfungseinheit, der Verbindungsabschnitt und die zweite Dämpfungseinheit aufeinander folgend miteinander verbunden sind.
-
Durch derartige Anordnungen ist der Verbindungsabschnitt frei von einer Kompression durch das Werkstück und wird ausschließlich durch die erste Dämpfungseinheit oder die zweite Dämpfungseinheit zusammengedrückt. Infolgedessen ist die auf den Verbindungsabschnitt ausgeübte Druckkraft geringer, als die auf die erste Dämpfungseinheit und die zweite Dämpfungseinheit ausgeübte Kompressionskraft, so dass der Verbindungsabschnitt aus einem Material mit verhältnismäßig geringer Druckbelastbarkeit und hohem Verformungsvermögen hergestellt werden kann, wodurch verhältnismäßig große Räume für Verformungen der ersten Dämpfungseinheit und der zweiten Dämpfungseinheit freigehalten werden. Auf diese Weise kann die Dämpfungswirkung des Elastomer effektiv verbessert werden. Wenn außerhalb des Elastomers ein Gehäuse vorgesehen ist, können außerdem die erste Dämpfungseinheit und die zweite Dämpfungseinheit durch den Verbindungsabschnitt geführt werden. Die Möglichkeit einer Abweichung des Elastomers kann hierdurch verringert werden. Wenn in einem Innenhohlraum des Elastomers ein Kern vorgesehen ist, kann der Kern durch den Verbindungsabschnitt geführt werden. Die Möglichkeit einer Abweichung des Kerns kann hierdurch verringert und die Lebensdauer des Elastomers damit wirksam verlängert werden.
-
In einer Ausführungsform ist die erste Dämpfungseinheit mit einem umgekehrten konischen Hohlraum versehen, dessen Größe in Richtung vom ersten Ende zum zweiten Ende (auch bezeichnet als „von oben nach unten“)kontinuierlich abnimmt, während die zweite Dämpfungseinheit mit einem sich verjüngend ausgebildeten Hohlraum versehen ist, dessen Größe in Richtung vom ersten Ende zum zweiten Ende (wie zuvor erwähnt auch bezeichnet als „von oben nach unten“) kontinuierlich zunimmt.
-
Mit den obigen Anordnungen können Kerne sowohl in dem umgekehrten konischen Hohlraum als auch in dem sich verjüngenden Hohlraum zur Verfügung gestellt werden, wobei sich die Kerne dann durch das Werkstück getrieben zum Werkstück hin und von diesem weg (auch beschrieben als „auf und ab“) bewegen, um eine Stoßdämpfung zu realisieren. Dies ist eine einfache Konstruktion und kann Aufwand einsparen. Darüber hinaus können die erste Dämpfungseinheit und die zweite Dämpfungseinheit so ausgelegt sein, dass sie in unterschiedlichen Abschnitten im Wesentlichen konstante Wanddicken aufweisen, wodurch in unterschiedlichen Abschnitten des Elastomers eine im Wesentlichen gleiche Lebensdauer gewährleistet ist.
-
Wie erwähnt hat der Verbindungsabschnitt eine größere Wanddicke als die erste Dämpfungseinheit und die zweite Dämpfungseinheit. Somit kann während der Vibrationsdämpfung der ersten Dämpfungseinheit und der zweiten Dämpfungseinheit der Verbindungsabschnitt dazu eingesetzt werden, die erste Dämpfungseinheit und die zweite Dämpfungseinheit entlang einer axialen Richtung mit bestimmten Stützkräften auszustatten, wodurch die Wahrscheinlichkeit wirksam verringert wird, dass in Verbindung mit der ersten Dämpfungseinheit oder der zweiten Dämpfungseinheit eine Krümmung auftritt oder eine axiale Bewegung erzeugt wird. Wenn die Wand des Verbindungsabschnitts mit einer verhältnismäßig großen Dicke ausgebildet ist, können verhältnismäßig große Räume für Verformungen der ersten Dämpfungseinheit und der zweiten Dämpfungseinheit vorgesehen werden, wodurch die Dämpfungswirkung des Stoßdämpfers wirksam verbessert wird.
-
In einer Ausführungsform hat ein am ersten Ende liegender Abschnitt der ersten Dämpfungseinheit eine geringere Wanddicke als irgendein anderer Abschnitt der ersten Dämpfungseinheit und ein am zweiten Ende liegender Abschnitt der zweiten Dämpfungseinheit hat ebenfalls eine geringere Wanddicke als irgendein anderer Abschnitt der zweiten Dämpfungseinheit. Wenn die erste Dämpfungseinheit und die zweite Dämpfungseinheit so eingerichtet sind, dass sie relativ kleine Neigungswinkel aufweisen, um die Kompressionsgrade bei jedem Hub des Werkstücks abzuschwächen, wirken daher verhältnismäßig große Kräfte auf den am ersten Ende liegenden Abschnitt der ersten Dämpfungseinheit und den am zweiten Ende liegenden Abschnitt der zweiten Dämpfungseinheit. Wenn die Wanddicke des am ersten Ende liegenden Abschnitts der ersten Dämpfungseinheit und die Wanddicke des am zweiten Ende liegenden Abschnitt des zweiten Dämpfungsabschnitts verhältnismäßig gering eingerichtet sind, kann daher im Wesentlichen eine gleiche Kraft auf verschiedene Abschnitte der ersten Dämpfungseinheit einwirken und auch auf verschiedene Abschnitte der zweiten Dämpfungseinheit kann im Wesentlichen eine gleiche Kraft einwirken.
-
In einer Ausführungsform sind sowohl an einem am ersten Ende liegenden Ende der ersten Dämpfungseinheit als auch an einem am zweiten Ende liegenden Ende der zweiten Dämpfungseinheit bogenförmige Ausnehmungen gebildet. Derartige Anordnungen können nicht nur die Ermüdungsbeständigkeit wirksam verbessern, sondern auch ermöglichen, dass die erste Dämpfungseinheit oder die zweite Dämpfungseinheit bei der Kompression des Kerns eine relativ bedeutende Verformbarkeit aufweisen.
-
Die erste Dämpfungseinheit, die zweite Dämpfungseinheit und der Verbindungsabschnitt umfassen jeweils eine Mehrzahl von Gerüsten, die voneinander beabstandet sind und Formen aufweisen, die der ersten Dämpfungseinheit bzw. der zweiten Dämpfungseinheit bzw. dem Verbindungsabschnitt entsprechen, sowie verformbares Material, das zwischen zwei beliebigen benachbarten Gerüsten verfüllt ist.
-
Hierdurch können die Kompressionsfähigkeiten der ersten Dämpfungseinheit und der zweiten Dämpfungseinheit wirksam verbessert werden, wodurch die Dämpfungsleistung des Elastomers verändert wird. Um eine Variation des Steifigkeitsverhaltens des Elastomers zu ermöglichen, können zu den Betriebsbedingungen des Werkstücks passende Größen gewählt werden. Das Elastomer weist einen einfachen Aufbau auf und kann bequem verwendet werden. Zusätzlich wird hierdurch ermöglicht, dass die Gerüste außerhalb der ersten Dämpfungseinheit, die Gerüste außerhalb der zweiten Dämpfungseinheit und die Gerüste außerhalb des Verbindungsabschnitts einstückig gebildet werden, um so die einstückige Verarbeitung des Elastomers zu ermöglichen.
-
Die Gerüste im Inneren des Verbindungsabschnitts sind mit radial ausgerichteten Hohlräumen versehen und die Gerüste im Inneren des Verbindungsabschnitts, die Gerüste im Inneren der ersten Dämpfungseinheit und die Gerüste im Inneren der zweiten Dämpfungseinheit sind Trennwandstrukturen.
-
Die obigen Anordnungen sind günstig für das Einspritzen des verformbaren Materials und können die Verformbarkeit des Verbindungsabschnitts verbessern, wodurch Räume für Verformungen der ersten Dämpfungseinheit und der zweiten Dämpfungseinheit vergrößert werden. Darüber hinaus können Druckkräfte an Verbindungsbereichen zwischen dem Verbindungsabschnitt und der ersten Dämpfungseinheit bzw. der zweiten Dämpfungseinheit reduziert und damit die Lebensdauer des Elastomers wirksam verlängert werden.
-
Wie erwähnt, ist der Kippwinkel der ersten Dämpfungseinheit geringer als der Kippwinkel der zweiten Dämpfungseinheit. Während der Vibration des Werkstücks wird die erste Dämpfungseinheit stärker zusammengedrückt als die zweite Dämpfungseinheit. Wenn die erste Dämpfungseinheit und die zweite Dämpfungseinheit mit sich verjüngend ausgebildeten und umgekehrten konischen Hohlräumen versehen sind und der Neigungswinkel des umgekehrten konischen Hohlraums kleiner ist als derjenige des sich verjüngenden Hohlraums kann die erste Dämpfungseinheit bei jeder Aufwärts- oder Abwärtsbewegung des Werkstücks für eine kürzere Zeit zusammengedrückt werden als die zweite Dämpfungseinheit. Somit kann die erste Dämpfungseinheit im Wesentlichen die gleiche Lebensdauer haben wie die zweite Dämpfungseinheit wodurch eine vollständige Nutzung des Elastomers erreicht wird.
-
Wenn die erste Dämpfungseinheit und die zweite Dämpfungseinheit als massive Strukturen ausgeführt sind, und der Kippwinkel des umgekehrten konischen Hohlraums geringer ist als derjenige des sich des verjüngenden Hohlraums, kann die erste Dämpfungseinheit konzentriertere Kräfte tragen als die zweite Dämpfungseinheit, wodurch ermöglicht wird, dass die erste Dämpfungseinheit und die zweite Dämpfungseinheit im Wesentlichen eine gleiche Lebensdauer haben.
-
In einer Ausführungsform sind die erste Dämpfungseinheit, die zweite Dämpfungseinheit und der Verbindungsabschnitt einstückig ausgebildet. Derartige Anordnungen führen zu einem einfachen Aufbau und bequemer Verarbeitung, und können Aufwand einsparen.
-
Figurenliste
-
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung detailliert veranschaulicht in Verbindung mit Ausführungsformen und beigefügten Zeichnungen, in denen:
- 1 schematisch den Aufbau eines Elastomers der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 2 schematisch einen Zustand zeigt, in dem das Elastomer der vorliegenden Offenbarung zum Einsatz kommt;
- 3 schematisch eine Teilansicht eines in 1 angezeigten Abschnitts C zeigt und
- 4 schematisch eine Teilansicht eines in 1 angezeigten Abschnitts D zeigt.
-
In den Zeichnungen sind gleiche Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Figuren entsprechen nicht einem realen Maßstab.
-
Ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen
-
Die vorliegende Offenbarung wird nun in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen erläutert.
-
Ein Zwei-Wege-Stoßdämpfer der vorliegenden Offenbarung kann in technischen Bereichen wie Windturbinengeneratoren, Fahrzeugen usw. verwendet werden. Er ist mit einem zu dämpfenden Werkstück verbindbar, und umfasst ein erstes Ende und ein zweites Ende, wobei nach Verbindung des Stoßdämpfers mit dem Werkstück, das erste Ende näher am Werkstück angeordnet ist als das zweite Ende.
-
Im Folgenden wird der Begriff „nach unten“ für vom Werkstück weg weisende Richtung und der Begriff „nach oben“ für eine entgegengesetzt und zum Werkstück hin weisende Richtung verwendet, wobei sich beide Richtung entlang des ersten und zweiten Endes erstrecken.
-
1 zeigt schematisch den Aufbau eines Elastomers 1 der vorliegenden Offenbarung, bei dem ein innerer Aufbau des Elastomers 1 nicht dargestellt ist. Das Elastomer 1 umfasst eine erste Dämpfungseinheit 11 in Form eines umgekehrten Konus, eine zweite Dämpfungseinheit 12 in Form eines Konus und einen Verbindungsabschnitt 13 in Form einer Säule. Die erste Dämpfungseinheit 11 hat eine in Richtung vom ersten Ende zum zweiten Ende (gemäß vorhergehender Definition von „oben nach unten“) kontinuierlich abnehmende Querschnittsfläche und die zweite Dämpfungseinheit 12 hat eine in Richtung vom ersten Ende zum zweiten Ende kontinuierlich zunehmende Querschnittsfläche. Selbstverständlich können die Querschnitte der ersten Dämpfungseinheit 11 und der zweiten Dämpfungseinheit 12 als runde Forme ausgebildet sein, so dass sie bequem verarbeitbar sind, oder können quadratische Formen aufweisen, so dass sie das Elastomer 1 beispielsweise durch ein Gehäuse 3 einspannen können. Die Querschnitte können alternativ auch andere Formen aufweisen, und das Elastomer 1 kann aus Materialien wie Gummi, Kunststoff o. dgl. hergestellt werden.
-
Die erste Dämpfungseinheit 11, der Verbindungsabschnitt 13 und die zweite Dämpfungseinheit 12 sind aufeinander folgend miteinander verbunden. Eine Achse der ersten Dämpfungseinheit 11, eine Achse der zweiten Dämpfungseinheit 12 und eine Achse des Verbindungsabschnitts 13 können auf ein und derselben Geraden liegen so dass sie die Anordnung des Elastomers 1 in dem Gehäuse 3 erleichtern. Bei der Verwendung ist die erste Dämpfungseinheit 11 näher am Werkstück angeordnet als der Verbindungsabschnitt 13, und die zweite Dämpfungseinheit 12 ist weiter vom Werkstück weg angeordnet als der Verbindungsabschnitt 13.
-
Darüber hinaus kann die erste Dämpfungseinheit 11 mit einem Hohlraum darin vorgesehen sein oder eine massive Struktur aufweisen. Um zu ermöglichen, dass die erste Dämpfungseinheit 11 in ihren verschiedenen Abschnitte im Wesentlichen eine gleiche Lebensdauer hat, wird bevorzugt, dass in der ersten Dämpfungseinheit 11 ein umgekehrter konischer Hohlraum 111 angeordnet ist (d.h. die erste Dämpfungseinheit 11 hat in ihren verschiedenen Abschnitten im Wesentlichen eine gleiche Wanddicke). Die zweite Dämpfungseinheit 12 kann vorzugsweise mit einem sich verjüngenden Hohlraum 121 darin versehen sein (d.h. die zweite Dämpfungseinheit 12 hat in ihren verschiedenen Abschnitten im Wesentlichen eine gleiche Wandstärke). In dem Verbindungsabschnitt 13 kann ein säulenförmiger Hohlraum vorgesehen sein.
-
Darüber hinaus ist sowohl zwischen der ersten Dämpfungseinheit 11 und dem Verbindungsabschnitt 13 als auch zwischen dem Verbindungsabschnitt 13 und der zweiten Dämpfungseinheit 12 ein sanfter Übergang ausgebildet. Das heißt, sowohl ein Verbindungsbereich zwischen dem Verbindungsabschnitt 13 und der ersten Dämpfungseinheit 11, als auch der Verbindungsbereich zwischen dem Verbindungsabschnitt 13 und der zweiten Dämpfungseinheit 12 ist bogenförmig. Im Einzelnen ist sowohl zwischen der Außenseite der ersten Dämpfungseinheit 11 und der Außenseite des Verbindungsabschnitts 13, als auch zwischen einer Außenseite der zweiten Dämpfungseinheit 12 und der Außenseite des Verbindungsabschnitts 13 ein sanfter Übergang ausgebildet. Wenn die erste Dämpfungseinheit 11, die zweite Dämpfungseinheit 12 und der Verbindungsabschnitt 13 innen mit Hohlräumen versehen sind, ist auch sowohl zwischen dem Hohlraum des ersten Dämpfungsabschnitts 11 und dem Hohlraum des Verbindungsabschnitts 13, als auch zwischen dem Hohlraum der zweiten Dämpfungseinheit 12 und dem Hohlraum des Verbindungsabschnitts 13 ein sanfter Übergang ausgebildet.
-
Wie in 2 gezeigt (die das Elastomer 1 in einem vereinfachten Aufbau veranschaulicht), umfasst der Stoßdämpfer ferner ein Gehäuse 3, das außerhalb des Elastomers 1 dazu vorgesehen ist, das Gewicht des Werkstücks abzustützen. Während der Verarbeitung kann das Gehäuse 3 zuerst verarbeitet werden, gefolgt von der Einspritzung eines flüssigkeitsähnlichen Materials in das Gehäuse 3. Das flüssigkeitsähnliche Material verfestigt sich und bildet das Elastomer 1. Wenn das Elastomer 1 fest ist, kann zwischen dem Elastomer 1 und dem Gehäuse 3 eine Relativbewegung erzeugt werden. Wenn das Elastomer 1 mit einem inneren Hohlraum versehen ist, kann das Elastomer 1 in einem Stück mit einem Kern 2 gebildet sein, oder alternativ können das Elastomer 1 und der Kern 2 getrennte Strukturen sein.
-
In einer Ausführungsform ist die erste Dämpfungseinheit mit dem umgekehrten konischen Hohlraum 111 versehen, die zweite Dämpfungseinheit mit dem sich verjüngenden Hohlraum 121 und der Verbindungsabschnitt 13 mit dem säulenförmigen Hohlraum 131. Der Stoßdämpfer umfasst des Weiteren den Kern 2, der in dem Hohlraum des Elastomers 1 angeordnet ist. Vor der Anwendung wird ein erster Kern 21, der mit dem umgekehrten konischen Hohlraum 111 in Eingriff steht in der ersten Dämpfungseinheit 11 angeordnet und anschließend wird ein zweiter Kern 22, der mit dem sich verjüngenden Hohlraum 121 in Eingriff steht, in der zweiten Dämpfungseinheit 12 angeordnet.
-
Der erste Kern 21 durchsetzt den säulenförmigen Hohlraum 131 und wird fest mit dem zweiten Kern 22 verbunden. Während der Benutzung ist das Elastomer 1 unter dem Werkstück fixiert, wobei der erste Kern 21 mit dem Werkstück in Kontakt steht. Wenn das Werkstück vibriert, vibrieren der erste Kern 21 und der zweite Kern 22 zusammen mit dem Werkstück hin und her, während das Elastomer 1 sich nicht mit dem Werkstück bewegt. Wenn das Werkstück sich in Richtung des Stoßdämpfers bewegt, drückt der durch das Gehäuse 3 und die erste Dämpfungseinheit eingespannte erste Kern 21 die erste Dämpfungseinheit 11 zusammen, so dass die Vibration des Werkstücks mittels der ersten Dämpfungseinheit 11 abgeschwächt wird. Wenn das Werkstück sich vom Stoßdämpfer weg bewegt, drückt der durch das Gehäuse 3 und die zweite Dämpfungseinheit 12 eingespannte zweite Kern 22 die zweite Dämpfungseinheit 12 zusammen, so dass die Vibration des Werkstücks mittels der zweiten Dämpfungseinheit 12 abgeschwächt wird.
-
In einer weiteren Ausführungsform sind die erste Dämpfungseinheit 11, die zweite Dämpfungseinheit 12 und der Verbindungsabschnitt 13 als massive Strukturen ausgeführt. Die erste Dämpfungseinheit 11 ist hinter dem Werkstück und in fester Verbindung mit dem Werkstück angeordnet. Wenn das Werkstück sich in Richtung des Stoßdämpfers bewegt, bewegt sich das Elastomer 1 zusammen mit dem Werkstück in dieselbe Richtung. Auf diese Weise wird die Bewegung der ersten Dämpfungseinheit 11, die von dem Gehäuse 3 eingespannt ist, verringert, wodurch die Vibration des Werkstücks verringert wird. Wenn das Werkstück sich nach oben bewegt, bewegt sich das Elastomer 1 zusammen mit dem Werkstück nach oben. Auf diese Weise wird die Bewegung der zweiten Dämpfungseinheit 12, die von dem Gehäuse 3 eingespannt ist, verringert, wodurch die Vibration des Werkstücks verringert wird.
-
Ferner bilden der umgekehrte konische Hohlraum 111 der ersten Dämpfungseinheit 11 und der säulenförmige Hohlraum 131 des Verbindungsabschnitts 13 einen Winkel E zwischen sich, der vorzugsweise im Bereich von 190° bis 210° liegt. Der sich verjüngende Hohlraum 121 der zweiten Dämpfungseinheit 12 und der säulenförmige Hohlraum 131 des Verbindungsabschnitts 13 bilden einen Winkel F, der vorzugsweise im Bereich von 190° bis 210° liegt. Ein Außenabschnitt der ersten Dämpfungseinheit 11 und ein Außenabschnitt des Verbindungsabschnitts 13 bilden einen Winkel A, der vorzugsweise im Bereich von 150° bis 170° liegt. Ein Außenabschnitt der zweiten Dämpfungseinheit 12 und der Außenabschnitt des Verbindungsabschnitts 13 bilden einen Winkel B, der vorzugsweise im Bereich von 150° bis 170° liegt. Solche Anordnungen ermöglichen, dass das Elastomer 1 eine relativ große Dämpfungswirkung auf das Werkstück erzeugt, können dabei jedoch die Lebensdauer des Elastomers 1 gewährleisten.
-
Des Weiteren hat die erste Dämpfungseinheit 11 einen geringeren Kippwinkel als die zweite Dämpfungseinheit 12. Das heißt, der Winkel A zwischen der ersten Dämpfungseinheit 11 und dem Verbindungsabschnitt 13 ist kleiner als der Winkel B zwischen der zweiten Dämpfungseinheit 12 und dem Verbindungsabschnitt 13. Genauer gesagt, der Winkel A zwischen der ersten Dämpfungseinheit 11 und dem Verbindungsabschnitt 13 und der Winkel B zwischen der zweiten Dämpfungseinheit 12 und dem Verbindungsabschnitt 13 kann eine Differenz im Bereich von 3° bis 5° aufweisen, um so die Dämpfungswirkung weiter zu verbessern.
-
Ein Längenverhältnis in axialer Richtung zwischen der ersten Dämpfungseinheit 11 und dem Verbindungsabschnitt 13 kann im Bereich von 1:1,5 bis 1:2 liegen und das Längenverhältnis in axialer Richtung zwischen der zweiten Dämpfungseinheit 12 und dem Verbindungsabschnitt 13 kann im Bereich von 1:1,5 bis 1:2 liegen. Vorzugsweise ist sowohl das Längenverhältnis in axialer Richtung zwischen der ersten Dämpfungseinheit 11 und dem Verbindungsabschnitt 13 als auch das Längenverhältnis in axialer Richtung zwischen der zweiten Dämpfungseinheit 12 und dem Verbindungsabschnitt 13 1:2. Solche Anordnungen machen es möglich, über einen dritten Öffnungsabschnitt größere Deformationsfreiräume für einen ersten Öffnungsabschnitt und einen zweiten Öffnungsabschnitt bereitzustellen, wodurch die Dämpfungswirkung des Elastomers 1 weiter verbessert wird.
-
Zudem kann ein am ersten Ende liegender Abschnitt der ersten Dämpfungseinheit 11 (ihre von der zweiten Dämpfungseinheit 12 entfernte Seite) eine geringere Wanddicke als irgendein anderer Abschnitt der ersten Dämpfungseinheit 11 aufweisen. Ein am zweiten Ende liegender Abschnitt der zweiten Dämpfungseinheit 12 (ihre von der ersten Dämpfungseinheit 11 entfernte Seite) kann eine geringere Wanddicke als irgendein anderer Abschnitt der zweiten Dämpfungseinheit 12 aufweisen.
-
An einem am ersten Ende liegendem Ende der ersten Dämpfungseinheit 11 ist eine bogenförmige Aussparung 113 gebildet und an einem am zweiten Ende liegendem Ende der zweiten Dämpfungseinheit 12 ist eine bogenförmige Ausnehmung 122 gebildet. Das heißt, in einem Längsschnitt senkrecht zu dem Querschnitt sind sowohl das am ersten Ende liegende Ende der ersten Dämpfungseinheit 11 als auch das am zweiten Ende liegende Ende der zweiten Dämpfungseinheit 12 bogenförmig.
-
Wie durch 3 (welche die innere Struktur des Elastomers 1 zeigt) veranschaulicht, umfasst ferner die erste Dämpfungseinheit 11 eine Vielzahl von ersten Gerüsten 112, sowie verformbares Material 113, das zwischen und unter den ersten Gerüsten 112 verfüllt ist. Eine äußere Form der ersten Dämpfungseinheit 11 ist durch die ersten Gerüste 112 außerhalb der ersten Dämpfungseinheit 11 definiert. Die Vielzahl von ersten Gerüsten 112 sind parallel und von der Innenseite zur Außenseite der ersten Dämpfungseinheit 11 voneinander beabstandet angeordnet. Zwischen zwei benachbarten ersten Gerüsten 112 ist das verformbare Material 113 verfüllt. Des Weiteren kann jedes der ersten Gerüste 112 mit einem Hohlraum versehen sein der sich in einer Richtung senkrecht zu einer äußeren Wandfläche der ersten Dämpfungseinheit 11 erstreckt, um die Lebensdauer der ersten Dämpfungseinheit 11 zu verbessern. In bestimmten Bedienschritten kann zunächst der Hohlraum gebohrt werden, anschließend folgt die Anordnung des ersten Gerüsts 112 und dann das Einspritzen des verformbaren Materials 113.
-
Die zweite Dämpfungseinheit 12 umfasst ebenfalls eine Vielzahl von zweiten Gerüsten und verformbares Material (nicht gezeigt), das zwischen und unter den zweiten Gerüsten verfüllt ist. Eine äußere Form der zweiten Dämpfungseinheit 12 ist durch die zweiten Gerüste außerhalb der zweiten Dämpfungseinheit 12 definiert. Die Vielzahl von zweiten Gerüsten sind parallel und von der Innenseite zur Außenseite der ersten zweiten Dämpfungseinheit 12 voneinander beabstandet angeordnet. Zwischen zwei benachbarten zweiten Gerüsten ist das verformbare Material verfüllt. Des Weiteren kann jedes der zweiten Gerüste mit einem Hohlraum daran angeordnet sein, der sich in einer Richtung senkrecht zu einer äußeren Wandfläche der zweiten Dämpfungseinheit 12 erstreckt, um die Dämpfungswirkung der zweiten Dämpfungseinheit 12 zu verbessern. In bestimmten Bedienschritten kann zunächst das zweite Gerüst angeordnet werden, anschließend folgt das Bohren des Hohlraums und dann das Einspritzen des verformbaren Materials.
-
Wie durch 4 (welche die innere Struktur des Elastomers 1 zeigt) veranschaulicht, umfasst der Verbindungsabschnitt 13 ferner eine Vielzahl von dritten Gerüsten 132, sowie verformbares Material 133, das zwischen und unter den dritten Gerüsten 132 verfüllt ist. Eine äußere Form des Verbindungsabschnitts 13 ist durch die dritten Gerüste 132 außerhalb des Verbindungsabschnitts 13 definiert. Die Vielzahl von dritten Gerüsten 132 sind parallel und von der Innenseite zur Außenseite des Verbindungsabschnitts 13 voneinander beabstandet angeordnet. Zwischen zwei benachbarten dritten Gerüsten 132 ist das verformbare Material 133 verfüllt. In jedes der dritten Gerüste 132 kann ein sich in einer Radialrichtung derselben erstreckender Hohlraum gebohrt werden, um so die Verformungswirkung des Verbindungsabschnitts 13 zu verbessern. In bestimmten Bedienschritten kann zunächst das dritte Gerüst 132 angeordnet werden, anschließend folgen das Bohren des Hohlraums und dann das Einspritzen des verformbaren Materials 133.
-
Die ersten Gerüste 112, die zweiten Gerüste und die dritten Gerüste 132 können alle aus Metallen bestehen und die ersten Gerüste 112, die zweiten Gerüste und die dritten Gerüste 132, die außerhalb der ersten Dämpfungseinheit 11 bzw. der zweiten Dämpfungseinheit 12 bzw. des Verbindungsabschnitts 13 angeordnet sind, können jeweils verhältnismäßig dick ausgestaltet sein, um so zu verhindern, dass das Elastomer 1 durch das Werkstück beschädigt wird. Die Anzahlen der ersten Gerüste 112, der zweiten Gerüste und der dritten Gerüste 132 können je nach tatsächlicher Gebrauchssituation speziell ausgewählt werden. Die ersten Gerüste 112, die zweiten Gerüste und die dritten Gerüste 132 können selbstverständlich relativ dick ausgestaltet sein, so dass sie als das Gehäuse 3 fungieren können.
-
Darüber hinaus kann der Verbindungsabschnitt 13 innen mit elastischen Hohlkugeln 134 gefüllt sein, um relativ große Deformationsfreiräume für die erste Dämpfungseinheit 11, die zweite Dämpfungseinheit 12 und den Verbindungsabschnitt 13 bereitzustellen. In einem Beispiel kann das verformbare Material 133 Polyethylen-Kautschuk sein und die elastischen Hohlkugeln 134 können aus Polypropylen-Kautschuk sein. Da Polypropylen-Kautschuk einen höheren Schmelzpunkt als Polyethylen-Kautschuk hat, kann wirksam verhindert werden, dass die elastischen Hohlkugeln 134 aufgeschmolzen werden, während das verformbare Material 133 eingespritzt wird.
-
Des Weiteren können die ersten Gerüste 112 im Inneren der ersten Dämpfungseinheit 11, die dritten Gerüste 132 im Inneren des Verbindungsabschnitts 13 und die zweiten Gerüste im Inneren der zweiten Dämpfungseinheit 12 einstückig ausgebildet sein. Und die ersten Gerüste 112 außerhalb der ersten Dämpfungseinheit 11, die dritten Gerüste 132 außerhalb des Verbindungsabschnitts 13 und die zweiten Gerüste außerhalb der zweiten Dämpfungseinheit 12 können einstückig ausgebildet sein, um das Verarbeiten und Montieren zu erleichtern. Das heißt, die erste Dämpfungseinheit 11, die zweite Dämpfungseinheit 12 und der Verbindungsabschnitt 13 können einstückig ausgebildet sein, um das Verarbeiten und Montieren zu erleichtern.
-
Ein Verbindungsbereich zwischen den ersten Gerüsten 112 im Inneren der ersten Dämpfungseinheit 11 und den dritten Gerüsten 132 im Inneren des Verbindungsabschnitts 13 kann eine Trennwandstruktur sein. Und ein Verbindungsbereich zwischen den zweiten Gerüsten im Inneren der zweiten Dämpfungseinheit 12 und den dritten Gerüsten 132 im Inneren des Verbindungsabschnitts 13 kann ebenfalls eine Trennwandstruktur sein. Das heißt, die zweiten Gerüste können in eine Form gebracht werden und anschließend folgt das Vorfüllen. Die dritten Gerüste 132 werden dann eingesetzt, was ja nach den Größenanforderungen einer Vorbefüllung vorausgeht. Schließlich werden die ersten Gerüste 112 eingesetzt und das verformbare Material wird eingespritzt.
-
Obwohl die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungen beschrieben wurde, können verschiedene Abwandlungen und Varianten der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden, ohne den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu verlassen. Solange kein struktureller Widerspruch existiert, können insbesondere verschiedene Ausführungsformen sowie die entsprechenden technischen Eigenschaften, die in den Beispielen und den Ansprüchen erwähnt sind, auf beliebige Art und Weise miteinander kombiniert werden. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die in ihr offenbarten spezifischen Beispiele beschränkt, sondern umfasst vielmehr alle technischen Lösungen, die in den Rahmen der Ansprüche fallen.
