DE1248383B

DE1248383B - Shock absorbing device

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.Shock Absorbing Device The invention relates to a shock absorbing device Device consisting of a metal sleeve with a conical bore and one behind the other in it arranged, with their end faces abutting, slotted or closed Inner rings, which are inserted into the bore by a stamp under elastic deformation be pressed.

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.A shock-absorbing device is known in which open or closed rin-shaped compression C 2D bodies are inserted into a tube provided with a conical cavity and moved through the tube together by means of a plunger, with an elastic change in shape in the conical cavity within their yield point experience and go back to their original diameter after exiting the pipe. Since the ring-shaped pressure bodies fall out of the outer tube one after the other when the plunger moves. they have to be reinserted individually into the pipe after a single use, which is cumbersome and takes time. Another disadvantage is that the ring-shaped cylindrical pressure bodies suffer considerable bending stresses when moving through the conical section of the outer tube, and that substantial edge pressures occur during the transition from the conical cavity into the cylindrical part with the greatest constriction. Recoil-free shock absorbers with return springs for short buffer travel are also known, in which the cut surfaces of the friction jaws cut from a cylinder jacket are designed to be convex on at least one side. In the case of ring springs, the inner and outer rings of which interlock with conical contact surfaces, it is known to design a number of elements of the ring spring column, which is determined in relation to the load and the degree of damping to be achieved, largely with low friction by surface treatment or lubrication and with a number of ring spring elements interconnect with normal friction. However, there is still no means by which the conical surfaces of annular springs can be designed with low friction in the long term; rather, previous experiments have shown that the chemically or mechanically applied substances are rubbed off or pressed off after a short time as a result of the high surface pressures. Ring springs are therefore still not used as suspension springs for vehicles. - With two coiled friction springs that interlock with conical contact surfaces, it is finally known to use a helical spring wire for the 2 inner or outer springs and to use it for friction on the inner wall of a housing or on an inner pull rod. They belong to the group of bending springs or expansion coil springs with poor guidance and little resilience, -, 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.The invention is based on the object of providing a shock-absorbing To create device that has a simple structure, inexpensive manufacturing and as a ready-to-install unit with little space requirement, a great ability to work and has a large spring deflection, in continuous operation with good heat dissipation works largely maintenance-free and automatically returns to its starting position returns. According to the invention, this is done in that the inner rings on the in in a known manner acted upon by a return spring stamp with radial Play aufgereilit and held in the axial position by retaining rings and with spherical Outer surfaces are provided, the envelope surface of which corresponds to the cone of the bore of the metal sleeve eni speaks. According to a further idea of the invention, the slotted inner rings have mutually different slot widths and made of materials with different Friction coefficients, such as spring steel, gray cast iron, beryllium alloy, light metal alloy, Plastic or the like., Exist. It is also in the essence of the invention, the metal sleeve on the outside parallel to its conical bore with cooling fins of different depths to equip and to manufacture from a high-strength light metal or beryllium alloy.

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.With the means of the invention, it is possible to eliminate the disadvantages of the known shock-absorbing Vorrichtunaen and to vary the like at high force absorption and long spring through the various possible combinations using the spherical inner rings the spring characteristics and damping in large limits. In particular, the damping of shock pulses can be brought about in steps and gradually by choosing differently large outer diameters and different slot widths for the spherical inner rings. For use as a suspension spring for vehicles, this is of crucial importance, since in this way, on the one hand, high-frequency road impacts can be transmitted undamped and, on the other hand, the device is prevented from getting stuck even under constant load Inner rings are combined with one another, whereby the closed inner rings with their spherical outer surfaces work at the same time as a ball mandrel and smooth the surface roughness of the conical bore of the metal sleeve, whereby the friction and thus also the heat generation is reduced cylindrical outer surface of the metal sleeve parallel to its bore is a further advantageous means for heat dissipation, especially when shock pulses occurring in continuous operation are to be cushioned and dampened, for example in motor vehicles ung and -ausbildung chosen so that at the point of greatest heat development, i. H. In the final phase of deflection and the greatest friction and damping, the longest cooling fins with the largest circumferential surface are arranged, so there is sufficient guarantee for the rapid dissipation of considerable amounts of heat, the preservation of the lubricating film and the durability and proper functioning of the shock-absorbing device according to the invention. - An effect of the suspension and damping degree can finally be brought about in a simple manner or by choosing different materials for the spherical inner rings.

Für die Gegenstände der Unteransprüche wird Schutz nur in Verbindung mit dem Gegenstand des Hauptanspruchs begehrt.For the subjects of the subclaims, protection is only given in connection coveted with the subject matter of the main claim.

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.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows F i g. 1 the shock-absorbing device in the initial position - rebounded - in an axial section and FIG. 2 the shock-absorbing device in the end position - compressed -, namely the upper half in an axial section and the lower half in view.

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.The shock-absorbing device comprises a metal sleeve 1 with continuous tapered bore la and the outer jacket parallel to the conical bore at different depths incorporated cooling fins 1 to b. Concentrically in the conical bore 1 a are the serially connected, slotted or closed inner rings 2, 2 a, 2 b, 2 c with their end faces opposite one another with spherical outer surfaces of different sizes, these inner rings being seated on the shaft of the punch 3 with play and are held at both ends by a resilient retaining ring 4 on the stamp 3 against axial displacement. A helical spring 5 arranged coaxially in the blind hole of the punch 3 is supported against the cover plate 6 with a centrally seated threaded hole, which is firmly seated with its conical outer surface in the conical hole 1 a of the metal sleeve 1 . In the opposite end of the conical bore 1 a , a guide bush 7 with a conical outer surface has been received, the guide bush 7 being penetrated by the punch 3 with a threaded attachment and held in the metal sleeve 1 by means of a resilient locking ring 8.

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.The mode of operation of the shock-absorbing device is as follows: If a shock pulse occurs in the direction of the arrow, the crowned inner rings 2, 2 a, 2 b, 2 c connected in series are pressed concentrically stepwise with the punch 3 into the conical bore 1 a of the Meiall sleeve 1 , whereby the Shock pulse is gradually dampened by friction between the spherical outer surfaces of the inner rings and the tapered bore. During this process, the helical spring 5 is compressed so that the plunger 3 with the inner rings returns to the starting position after damping has taken place. After bridging the slot widths, the slotted inner rings continue to work as closed rings.

Claims

Claims: 1. Shock-absorbing device, consisting of a metal sleeve with a conical bore and slotted or closed inner rings arranged one behind the other, with their end faces lying against one another, which are pressed into the bore by a stamp with elastic deformation, characterized in that the inner rings ( 2, 2 a, 2 b, 2 c) are lined up with radial play on the punch (3) acted upon in a manner known per se by a return spring (5) and held in an axial position by retaining rings (4) and provided with spherical outer surfaces, whose envelope surface corresponds to the cone (la) of the bore in the metal sleeve (1) .

2. Shock-absorbing device according to claim 1 with slotted inner rings, characterized in that the inner rings (2, 2a, 2b, 2 c) have different slot widths and are made of materials with different coefficients of friction, such as spring steel, gray cast iron, beryllium alloy, light metal alloy, plastic or od. like. exist. 3. Shock-absorbing device according to claim 1 and 2, characterized in that the metal sleeve (1) has on its outer cylindrical lateral surface parallel to the conical bore (la) correspondingly differently deeply incorporated cooling fins (1b). 4. Shock-absorbing device according to claim 1 to 3, characterized in that the metal sleeve (1) consists of a high-strength light metal alloy or beryllium alloy. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 420 473, 552 698; German Auslegeschrift No. 1082 507; U.S. Patent No. 3,107,906.