DE1047540B

DE1047540B - Puffer mit Waelzringen

Info

Publication number: DE1047540B
Application number: DEN8259A
Authority: DE
Inventors: Hermann Joseph Neidhart
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-01-16
Filing date: 1953-12-31
Publication date: 1958-12-24
Also published as: CH316495A; FR1096913A; IT515740A; CH315404A; CA588280A; US2819060A; GB752217A; BE525649A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Puffer mit zwischen inneren und äußeren kegelförmigen Wälzflächen abrollenden Wälzringen unterschiedlicher Eigenschaften.

Einrichtungen dieser Art sind an sich bekannt, sie weisen Ringe auf, die zwischen einer inneren und einer äußeren Abwälzfläche liegen und dazu dienen, einer axialen Verschiebung des einen Teils gegen den anderen zunehmenden Widerstand entgegenzusetzen. Solche Einrichtungen können auch z. B. durch Übereinanderstellung zu Gruppen ausgebildet sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, bei welcher die Charakteristik der Einfederttng (Belastung/Einfederungskennlinie) besser gestaltet, gewählt und beeinflußt werden kann als bisher. Sie ermöglicht insbesondere mit nur einer oder wenigen Abwälzflächen eine Anpassung an die verschiedensten Charakteristiken. So kann z. B., ohne daß eine Oberflächenänderung der Abwälzflächen vorgenommen zu werden braucht, die Charakteristik an die unterschiedlichen Arbeitserfordernisse einer Mehrzahl von Maschinen angeglichen werden. Der Erfindungsgegenstand kann hierbei zur gleichzeitigen Erfüllung mehrerer Aufgaben, z. B. als nachgiebiges Tragelement, als Abstützung und als Puffer dienen.

Die mechanische Konstruktion ist so beschaffen, daß diese entweder in einem länglichen Raum von relativ kleinem Durchmesser oder in einem kürzeren Raum von relativ großem Durchmesser oder noch in einem zwischen diesen Extremen liegenden Raum angeordnet werden kann. Dadurch ist es möglich, die Vorrichtung vielseitig zu gebrauchen und große Belastungen mit relativ großen Relativbewegungen der die Abwälzflächen aufweisenden Teile aufzunehmen.

Weiterhin soll durch die erfindungsgemäße Konstruktion die Relativbewegung der die Abwälzflächen aufweisenden Teile elastisch begrenzt werden, so daß diese Teile ohne zusätzliche Führungsmittel längs eines bestimmten, geraden Weges geführt werden. Gegebenenfalls kann die Konstruktion auch so ausgeführt werden, daß die die Abwälzflächen aufweisenden Teile in Querrichtung in bezug aufeinander leicht beweglich oder leicht kippbar angeordnet sind.

Eine andere Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird, besteht darin, daß die Entstehung harmonischer Schwingungen besser vermieden wird, als dies mit den bekannten Vorrichtungen dieser Art bisher möglich war. Durch die verschiedenen Schwingungseigenschaften der Ringe werden kritische Frequenzbereiche beseitigt. Durch richtige Wahl der verschiedenen Eigenschaften kann man auf einfache Weise eine gewünschte Dämpfungscharakteristik erreichen.

Gemäß der Erfindung sollen die verschiedenen Puffer mit Wälzringen

Anmelder:
Hermann Joseph Neidhart, Genf (Schweiz)

Vertreter: Dr. M. Schneider und Dr. A. Eitel,
Patentanwälte, Nürnberg, Hauptmarkt 29

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 16. Januar und 18. November 1953

Hermann Joseph Neidhart, Genf (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

Wälzringe in an sich bekannter Weise so angeordnet sein, daß sie gleichzeitig be- bzw. entlastet werden.

Die Verschiedenheit in den Eigenschaften der einzelnen Wälzringe besteht z. B. darin, daß die Ringe verschiedenen Durchmesser aufweisen oder daß sie verschiedenen Querschnitt haben, ferner darin, daß sie verschieden stark vorgespannt oder verschieden stark überrollt sind oder auch daß einer der Ringe Überrollspannnung erzeugt, während der andere spannungsfrei überrollt usw. Die Verschiedenheit kann aber auch in derjenigen des Materials oder dessen Ausgangsstoffe oder Herstellung liegen. Als Kriterium für die Verschiedenheit unter den Ringen gilt allgemein, daß sie unter statischer oder dynamischer Belastung verschiedene Effekte erzeugen, wie beispielsweise unter gleicher Last verschieden starke Abplattung erfahren, namentlich aber verschiedene Frequenzen ergeben, den harmonischen Schwingungen (Resonanzen) anders entgegenwirken als Ringe gleicher Konstruktion oder andere Dämpfung herbeiführen oder auch andere Federkennlinien ergeben. Zweckmäßigerweise werden die Ringe in gleichmäßigen Abständen voneinander angeordnet. Die Abwälzflächen können abgestuft sein.

Für die Gegenstände der Unteransprüche wird nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch Schutz begehrt.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform im Axialschnitt und in unbelastetem Zustand,

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Fig. 2 dieselbe Ausführung in belastetem Zustand, am selben Körper anliegen, die Reihen in ihrem

Fig. 3 und 4 je eine weitere Ausführungsform, Leistungsvermögen, d. h. Druckaufnahme, Frequenz

Fig. 5 einen teilweisen Schnitt durch eine vierte und Resonanz im gewünschten Maß aufeinander ab-Ausführungsform, gestimmt sind. Das gilt in entsprechender Weise für

Fig. 6 und 7 eine Teildarstellung, 5 alle Ausführungen.

Fig. 8 und 9 eine weitere Teildarstellung. Die Winkel der Abwälzflächen in bezug auf die

Der in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte Bewegungsrichtung beeinflussen das Verhältnis zwi-Puffer umfaßt zwei Teile 1 und 2, die durch zwei sehen Lastwechsel und Durchfederung, sie werden Gummiringe 3 beweglich in bezug aufeinander abge- daher mit Vorteil so gewählt, daß die gewünschten stützt sind, derart, daß die Teile 1, 2 sich axial ge- ίο Verhältnisse eintreten. Die Anzahl der Ringe, welche geneinander verschieben und bis zu einem gewissen zusammenwirken, ist nicht etwa auf zwei oder drei Grade auch schief stellen können. Teil 1 ist kegel- beschränkt, sondern kann so groß sein, wie es die stumpfförmig und kann voll oder hohl sein, während praktischen Verhältnisse als wünschenswert erschei-Teil 2 als Trichter ausgebildet ist. Die einander züge- nen lassen. Die Eigenschaften der Ringe können mit kehrten Abwälzflächen 4, 5 der Teile 1, 2 sind kegelig 15 Ausnahme von mindestens zwei Ringen gleich, alle und verlaufen in gleichem Abstand voneinander. Die aber können unter sich verschieden sein.
Gummiringe 3 sind lose eingelegt, so daß sie auf den Ist der Winkel der Abwälzflächen in bezug auf die

dargebotenen Flächen abrollen können. Sie sind aus Bewegungsrichtung so klein, daß die gewünschte Wir-Gummistäben gebildet, die zu einem Ring gebogen kung aus der Verschiedenheit der Ringdurchmesser sind und sich deshalb bei der Verschiebung der 20 ausbleiben würde, werden die Abwälzflächen abgesetzt, Teile 1, 2 in bezug aufeinander beim Abrollen in je- wie dies in Fig. 5 gezeigt ist.

der Stellung in sich im Gleichgewicht befinden. Die Der in Fig. 5 schematisch dargestellte Puffer um-

Ringe 3 werden vorteilhaft mit Vorspannung zwischen faßt zwei Teile 1, 2, die durch drei Gummiringe 3 bedie Abwälzflächen eingesetzt. An Stelle von derartigen, weglich in bezug aufeinander abgestützt sind, derart, aus je einem Stab gebildeten Ringen könnten auch 25 daß die Teile 1, 2 sich axial in bezug aufeinander solche, welche in Formen hergestellt (in der Form verschieben und bis zu einem gewissen Grade auch vulkanisiert) wurden, und auch Kränze loser oder schief stellen können.

zusammengefügter Rollen aus Gummi oder anderem Der innere Teil 1 ist bei 9' und 10 abgesetzt, der

elastischem Material verwendet werden. äußere Teil 2 bei H und 12.

Bei der Belastung des dargestellten Puffers durch 30 Die Gummiringe 3 sind hier auch lose eingelegt, so eine axial wirkende Kraft P (Fig. 2) nehmen die daß sie auf den dargebotenen Flächen abrollen können. Gummiringe 3 die aus Fig. 2 ersichtliche Form an. Sie sind aus Gummistäben gebildet, die zu einem Um zu verhindern, daß die Gummiringe auf Abwälz- Ring gebogen sind und sich deshalb bei der Verschieflächen gleiten, sind diese letzteren z. B. aufgerauht, bung der Teile 1, 2 in bezug aufeinander beim Abgeriffelt, in Umfangs-Richtung gerillt usw. Auch 35 rollen in jeder Stellung in sich im Gleichgewicht durch Wahl von Materialien mit hohen Reibungs- befinden. Die Ringe 3 werden vorteilhaft mit Vorkoeffizienten kann eine Oberflächenbeschaffenheit er- spannung zwischen die Abwälzflächen eingesetzt. An halten werden, die ein Gleiten verhindert. Darüber Stelle von derartigen, aus je einem Stab gebildeten hinaus können die Abwälzflächen durch Bearbeitung Ringen könnten auch solche, welche in Formen hermit einem Sandstrahlgebläse, durch Randrieren usw. 40 gestellt (in der Form vulkanisiert) wurden, und auch aufgerauht sein. Kränze loser oder zusammengefügter Rollen aus

In Fig. 3 sind entsprechende Teile mit gleichen Be- Gummi oder anderem elastischen Material verwendet zugszeichen wie in Fig. 1, 2 versehen. Zum Unter- werden.

schied von der soeben beschriebenen Ausführungsform Die Ringe können verschieden große Durchmesser

sind zwei äußere trichterförmige Teile 2,2' vornan- 45 und verschieden große Querschnitte aufweisen. Sie den. Ein derartiger Puffer dient dazu, bei beschränk- können ebenfalls aus verschiedenem Material bestehen, tem Platz in der Höhe mehr verschieden große Ringe Sie weisen einen konvexen Querschnitt, und im Ruhein Anwendung zu bringen als dies gemäß Fig. 1 mög- stand vorzugsweise einen runden Querschnitt auf.
lieh wäre, dann aber auch um eine größere Durchfe- Die Ringe, welche in Formen hergestellt sind, also

derung zuzulassen als derjenigen gemäß Fig. 1 und 2. 50 dem Überwälzen um ihre Materialachse 13 der Fig. 6

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind drei in und 7 Widerstand entgegensetzen, können auch durch gleichen axialen Abständen voneinander angeordnete Verdrehen um diese Achse vorgespannt sein. Der Gummiringe 3 vorgesehen; sie stellt einen Puffer dar, Ring nach Fig. 6, z. B. aus Gummi bestehend, ist im welcher zur Begrenzung der Rücklaufbewegung nach Querschnitt dargestellt, wie er aus der Herstellungsganzer oder teilweiser Entlastung einen Sperrkörper 6 55 form entnommen wurde. Er weist keine Verdrehungsz. B. aus Gummi, Holz, Kunststoff, Gewebe oder Me- spannung auf. Die äußere Ringperipherie, die im tall aufweist. Derselbe ist mittels Gewinde 7 und Querschnitt gesehen dort liegt, wo kleine Kreise 14 Stellmuttern 8 einstellbar auf einem mit dem Teil 2 als Merkzeichen angebracht sind, ist in jedem Falle fest verbundenen Bolzen 9 angeordnet. wesentlich größer als die innere Ringperipherie, wel-

Der Sperrkörper könnte auch kegelig ausgebildet 60 ehe durch die beiden Punkte 15 und deren Verbinsein und sich über mindestens einen Gummiring auf dungslinie 16 angedeutet ist.
die Innenwand des hohlen Teiles 1 abstützen. Dem Überwälzen um beispielsweise 180°, was in

Bei allen Ausführungsformen können die Ringe mit Fig. 7 dargestellt ist, wo die ursprünglich äußere Vorspannung (Druck- oder Zugspannung) oder ohne Ringperipherie 14 nach innen und die innere Ringsolche eingesetzt sein. Die elastischen Ringe weisen in 65 peripherie 15 nach außen zu liegen kommt, tritt ein ihrer Ursprungsform zweckmäßig einen runden oder bedeutender Widerstand entgegen. In der Lage nach von diesem nur wenig abweichenden, Querschnitt auf. Fig. 7 sind die eigenen Spannungskräfte des Ringes

Die Ringe sind in Zahl und Volumen vorteilhafter:- im labilen Gleichgewicht. Der geringste Impuls in weise so bemessen, daß in Ausführungen, bei welchen einer der durch die Pfeile 16 angegebenen Richtung eine Reihe Ringe innen und eine Reihe Ringe außen 70 löst die aufgewendete Verdrehungskraft, die sich ak-

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kumuliert hat, aus und wirkt als Rückstellkraft bis zur Erreichung der spannungsfreien Lage des Ringes gemäß Fig. 6.

Auch diese Art der Vorspannung kann nutzbar gemacht werden, indem einer oder mehrere der Ringe in eine Verdrehungsspannung gebracht sind, welche sich der durch die Belastung erzeugten Druckspannung addiert oder sich von dieser subtrahiert, also der Belastung entgegen oder mit der Belastung wirkt.

Diese Art der Vorbelastung eines oder mehrerer Ringe gestattet, die Federkennlinie sehr merklich zu beeinflussen.

Die Verdrehungsspannung der Ringe gemäß den Fig. 6 und 7 kann dadurch erreicht werden, daß diese entsprechend der Fig. 8 über einen ringförmigen Hocker 17 des Innen-oder Außenteils gewälzt werden. Während der Ring 3, lose aufgelegt, ohne jede Spannung ist, erhält er eine solche beim Überwälzen über den Hocker 17. Die in dieser Stellung an ihn gelegte Gegenfläche verdreht ihn unter der Belastung des Puffers weiter, gegebenenfalls bis über das labile Gleichgewicht hinaus. Die Leistung des Ringes setzt sich somit zusammen aus der Komponente der reinen Pressung durch die beiden konischen Teile, dem Innen- und dem Außenteil und der Komponente der Vorverdrehung, welche, da sie je nach Verdrehungsgrad positiv oder negativ wirkt, die Federkennung wesentlich beeinflußt.

Statt des ringförmigen Höckers nach Fig. 8 kann auch eine zirkuläre Rille benutzt werden, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist. Der Ring 3 liegt vor der Überwälzung außerhalb der Rille 18, wird dann in diese hineingewälzt und von dort aus mittels der Gegenfläche aus der Rille heraus weiterverdreht. Der Ring 3 kann aber auch in die Rille 18 gelegt und von dort aus mittels der Gegenfläche aus der Rille heraus weiterverdreht werden.

Die Winkel der Abwälzflächen in bezug auf die Bewegungsrichtung beeinflussen das Verhältnis zwischen Lastwechsel und Durchfederung. Die Neigung der Abwälzflächen kann in bezug auf die Symmetrieachse gleich oder verschieden sein.

Claims

Patentansprüche:

1. Puffer mit zwischen inneren und äußeren kegelförmigen Wälzflächen abrollenden Wälzringen unterschiedlicher Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Wälzringe (3) in an sich bekannter Weise so angeordnet sind, daß sie gleichzeitig be- bzw. entlastet werden.

2. Puffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (3) verschieden großen Durchmesser aufweisen.

3. Puffer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (3) verschieden großen Querschnitt aufweisen.

4. Puffer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (3) verschieden stark vorgespannt sind.

5. Puffer nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (3) auf verschiedene Art vorgespannt sind.

6. Puffer nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (3) durch Druck, Zug und/oder durch Überrollen um die Materialachse entstehende Spannung vorgespannt sind.

7. Puffer nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (3) aus verschiedenem Material bestehen.

8. Puffer nach Anspruch 1 bis 7 mit mehr als zwei Ringen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (3) in gleichmäßigen Abständen voneinander angeordnet sind.

9. Puffer nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwälzflächen (1, 2) abgestuft sind (Fig. 5).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 269 273;
britische Patentschriften Nr. 453 213, 484 877;
USA.-Patentschrift Nr. 2 179 959;
französische Patentschrift Nr. 829 524.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 930 054.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen