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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung der Energie von
translatorischen Bewegungen durch zyklische plastische Verformung eines Dämpfungselementes
mittels einer Energie übertragenden, in Längsrichtung parallel zur translatorischen
Bewegung beweglichen Säule, die mit einem am Dämpfungselement angreifenden, die
translatorische Bewegung in eine Drehbewegung umsetzenden Energieübertragungskörper
in Verbindung steht, wobei das Dämpfungselement mindestens ein tordierbarer, zylindrischer
Körper ist.
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Derartige Vorrichtungen sind bekannt. Ihnen ist gemeinsam, daß . das
Dämpfungselement tordiert wird. Zu diesem Zweck muß die zu dämpfende translatorische
Bewegungsenergie mit Hilfe eines Bewegungsumkehrtriebes, beispielsweise einer kraftschlüssigen
oder formschlüssigen Verbindung, in rotatorische Bewegungsenergie umgewandelt werden.
Bekannte Zahntriebe und Umschlingungstriebe treiben dabei beispielsweise einen im
entspannten Zustand zylindrischen oder ringförmigen Plastikkörper an, der vor der
Beaufschlagung mit abzudämpfenden Kräften sich bereits in einem verformten Zustand
befindet, also vorgespannt ist, so daß dieser Plastikkörper abrollt und dabei seine
außen- und innenliegenden Fasern abwechselnd spannt und entspannt, um auf diese
Weise die aufgenommene Energie in Reibungsarbeit umzusetzen. Gemeinsam ist den bekannten
Dämpfungsvorrichtungen dieser Art, daß die Dämpfungskörper beidseitig, d. h. zwischen
zwei zueinander verschiebbaren Wänden, eingespannt und damit vorgespannt sein müssen,
um beim Abwälzen auf den benachbarten Oberflächen eine Verformungsarbeit leisten
zu können und damit die gewünschte Dämpfung zu bewirken. Daraus folgt, daß die Dämpfungskörper
bisher aus einem verhältnismäßig elastischen Material gefertigt werden mußten und
daß die sie umgebenden Wände bezüglich ihrer Stabilität so ausgelegt und gelagert
sein mußten, daß sie nicht nur die abzudämpfenden Energien aufnahmen, sondern auch
die in seitlicher Richtung von dem verformten Dämpfungskörper ausgehenden Kräfte.
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Erfindungsgemäß wird dieser konstruktive Aufwand dadurch erheblich
herabgesetzt, daß der zylindrische Körper einseitig -eingespannt ist und daß das
Drehmoment auf sein freies Ende einwirkt, wobei als Energieübertragungskörper wenigstens
ein Scheibenkörper vorgesehen ist.
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Der erfindungsgemäße Dämpfungskörper braucht somit nicht zwischen
zwei Wänden eingespannt zu werden und auch nicht aus verhältnismäßig elastischen
Materialien, beispielsweise Gummi, zu bestehen, sondern kann aus unter Normalbedingungen
geringfügig verformbarem, relativ steifem Material, beispielsweise Metall, gefertigt
sein. Daraus ergeben sich sowohl in konstruktiver Hinsicht als auch in bezug auf
die Wärmeentwicklung und den Verschleiß des Verformungskörpers wesentliche Vorteile
gegenüber den bekannten Vorrichtungen.
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Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung,
auf die sich die folgende Beschreibung bezieht, schematisch dargestellt. In der
Zeichnung ist i F i g. 1 eine perspektivische, teilweise weggebrochene Ansicht einer
erfindungsgemäßen Energieaufnahmevorrichtung, F i g. 2 eine Querschnittsansicht
der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung längs der Linie 2-2, -F i g. 3 eine
Ausführungsform einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Energieübertragungskörper
und dem einseitig eingespannten zylindrischen Körper der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
F i g. 4 eine perspektivische, teilweise weggebrochene Ansicht einer anderen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung und F i g. 5 eine Querschnittsansicht
längs der Linie 5-5 in F i g. 4.
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Die in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Ausführungsform der neuartigen
Vorrichtung 150 zur Dämpfung von Energie weist ein zylindrisches Dämpfungselement
151 und einen Energieübertragungsteil 155 auf, der das Dämpfungselement durch Einwirkung
von Torsionsspannungen auch kombiniert mit Zug-und Druckspannungen als Folge einwirkender
mechanischer Energie verformt. Eine Schwingungsvorrichtung 160 verwandelt dabei
die auf den Energieübertragungstei1155 einwirkende, gleichgerichtete Bewegungsgröße
zyklisch in an dem Dämpfungselement 151 geleistete Verformungsarbeit.
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Das den Energieaufnahmeteil bildende Dämpfungselement 151 weist wenigstens
einen tordierbaren, zylindrischen Körper 152 auf, während der Energieübertragungsteil
155 eine Säule 156 aufweist, die parallel zu dem zylindrischen Körper 152 liegt
und Schub- oder Stoßkräfte in Richtung des gezeigten Pfeils aufnimmt. Wie aus der
Zeichnung ersichtlich ist, besteht der zylindrische- Körper 152 aus einem Rohr,
in das die Säule 156 koaxial eingebaut ist. Der schwingende Teil 160 weist
eine Reihe drehbar zwischen dem zylindrischen Körper 152 und der Säule 156 befestigter
Stangen 161 auf. Auf jeder Stange 161 sind koaxial ein Scheibenkörper 162 und ein
Nocken 163 angebracht. Des weiteren. ist die Schwingungsvorrichtung 160 mit Fäden
164 versehen, deren eines Ende 165 an dem freien Ende 157 des zylindrischen Körpers
156 befestigt und deren anderes Ende 166 um den Scheibenkörper 162 gewickelt ist.
Der Nocken 163 wird in einem Schlitz 153 des zylindrischen Körpers drehbar geführt.
Wie aus F i g. 1 hervorgeht, sind die Schlitze 153 und Nocken 163 so ausgebildet,
daß sieden zylindrischen Körper tordieren, wenn die Nocken 163, angetrieben durch
die Scheibenkörper 162, bei ihrer Drehung mit der Schlitzwandung in Berührung kommen.
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Bei Verwendung der Schlitzform 153 b, wie sie aus F i g. 3
ersichtlich ist, wirken auf den zylindrischen Körper 152, wenn sich der Nocken 163
b im Schlitz 153 b dreht, sowohl Zug- und Druckspannungen als auch Torsionsspannungen
ein, die entsprechende Verformungen des zylindrischen Körpers mit sich bringen.
Durch diese zyklischen Verformungen bei wechselnder Belastung der Säule 156 wird
ein erheblicher Teil der in die Säule eingeleiteten Bewegungsgröße in Verformungsarbeit
umgesetzt und dadurch eine Dämpfung der Energie der translatorischen Bewegungen
erreicht. Wird der zylindrische Körper 152, wie dies in F i g.1 gezeigt ist, als
Hohlwelle ausgebildet, die die Säule 156 und die die Energie übertragenden Scheibenkörper
162 umgibt, so läßt sich eine kompakte Bauweise und eine verhältnismäßig geschlossene
äußere Form der Energiedämpfungsvorrichtung erzielen, die sich insbesondere in den
Fällen vorteilhaft verwenden läßt,
wo für den Einbau nur ein kleiner
Raum zur Verfügung steht.
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In den F i g. 4 und 5 ist eine andere Ausführungsform 170 der
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Dämpfung der Energie translatorischer Bewegungen
gezeigt. Das hier dargestellte Dämpfungselement 171
besteht aus mehreren zylindrischen
Körpern 172 und 173, die paarweise parallel nebeneinander und rund
um die energieübertragende Säule 176 angeordnet sind. Die Säule 176 des Energieübertragungsteils
175
liegt parallel zu den zylindrischen Körpern 172,173
und hat auf
ihrer Oberfläche ein Schraubengewinde, das mit einer in der Hülse 183 vorhandenen
Bohrung passenden Durchmessers im Eingriff steht. In der Bohrung der Hülse
183 sitzen Lagerkugeln 184, die zwischen der Säule und der Hülse für
eine reibungsarme Lagerung sorgen. Die Hülse 183 gehört zu einem Schwingungsteil
180, der mit einem auf der Hülse koaxial angeordneten Sprungzahnrad
186 versehen ist. Dieses Sprungzahnrad, an dessen Umfang voneinander einen
Abstand aufweisende Zahnsätze 187 angeordnet sind, ist mit den Stirnzahnrädern
181 und 182 in Eingriff bringbar, von denen je eines koaxial am unteren
Ende der zylindrischen Körper 172,173 so angebracht ist, daß es mit dem benachbarten
Stirnzahnrad des benachbarten zylindrischen Körpers jedes Körperpaares kämmt.
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Wird auf die Säule 176 eine Axialkraft ausgeübt, so wird die
Hülse 183 und damit das Sprungzahnrad 186 gedreht. Durch diese Drehung
des Sprungzahnrads kommen die an seinem Umfang mit Abstand angeordneten Zähne 187
mit den Stirnzahnrädern 181 in Eingriff und drehen das Stirnzahnrad in dem
der Drehung des Spurzahnrads entgegengesetzten Drehsinn, während das mit jedem Stirnzahnrad
181
im Eingriff stehende Stirnzahnrad 182 des zweiten zylindrischen Körpers
jedes Körperpaares sich dann in demselben Drehsinn dreht wie das Spurzahnrad
186. Sobald die Zähne 187 an dem Spurzahnrad 186 mit dem Stirnzahnrad
181 außer Eingriff kommen und das Stirnzahnrad 182 ergreifen, kehrt
sich die Drehrichtung des Stirnzahnrades 182 um, wodurch das Zahnrad 182
dann im Gegensinn dreht, während das Stirnzahnrad 181 ebenfalls seine Drehrichtung
ändert und nunmehr im Sinn des Spurzahnrades 186 rotiert. Auf diese Weise
werden bei jedem Vorbeilauf des Zahnsatzes 187 an einem Stirnzahnradpaar
181 und 182 die zylindrischen Körper 172 und 173 zweimal
gegenläufig tordiert, wobei sich die Torsionsrichtung bei jedem zylindrischen Körper
nach dem Vorbeigang des Zahnsatzes 187 umkehrt. Somit wird eine zyklische
Schwingbewegung der zylindrischen Körper erreicht, die zu einer die eingeleitete
Bewegungsenergie dämpfenden Materialverformung führt.