DE1955235U - Schwingungsdaempfer mit federbelastetem reibglied. - Google Patents

Description

Schwingungsdämpfer mit federbelastetem Reibglied

Die Neuerung betrifft einen. Sohwingungsdämpfer mit mindestens einem durch Federkraft gegen die Innenfläche eines Reibgehäuses angedrückten Reibglied, das in der einen Bewegungsrichtung eine größere Dämpferkraft ergibt als in der anderen Bewegungsrichtung,

Reibungsdämpfer mit unsymmetrischer Dämpferkennung sind beispielsweise als Bandstoßdämpfer bekannt, bei denen ein Bremsband an einer unter Wirkung einer Eückzugfeder stehenden Trommel befestigt und über einen Bremshebel geführt ist. Wird auf das Bremsband ein Zug im Sinne des Betätigens des Eeibungsdämpfers ausgeübt, dann werden der Bremshebel gegen die Trommel und das Bremsband gegen eine Eeibflache angepreßt; beim Aufhören oder Nachlassen der am Bremsband wirkenden Zugkraft dreht die gespannte Zugfeder die"-vom Bremshebel freigegebene Trommel unter Zurückziehen des dann nicht oder nur locker gegen die Reibfläche angedrÜGkten Bremsbandes in die Ausgangsstellung zurück. Dieser mechanische

Reibungsdämpfer erfordert einen verhältnismäßig großen technischen Aufwand und kann einerseits aus Wirtsehaftlichkextsgründen, andererseits liegen des großen Platzbedarfs in vielen Fällen keine Anwendung finden.

Bekannt ist ferner ein einseitig wirkender Eeibungsdämpfer bei Auflaufbremsen für Kraftfahrzeuge» der aus einem in einem zylindrischen Gehäuse drehbar gelagerten Gesperrerad mit Klemmrollen und aus Bremsbacken besteht, die gegen einen losen Zwischenring federnd angedrückt sind» In der einen Drehrichtung des Gesperrerades wirken die Klemmrollen und die Bremsbacken von beiden Seiten her mit starker Reibkraft auf den Zwischenring ein. In der entgegengesetzten Drehrichtung wird die Drehbewegung des Gesperrerades durch den losen Zwischenring nicht behindert, da die Klemmrollen vom losen Zwischenring abgehoben sind* Ein in dieser Weise Drehbewegungen vollführender Reibungsdämpfer ist ebenfalls zu aufwendig und kostspielig für solche Einsatzfälle, bei denen es sich darum handelt, Schwingungen mit geradlinigen oder auf nach großen Krümmungsradien gekrümmten Kurven hin und her bewegten Massen od,dgl. durch Reibglieder mit unsymmetrischer Federkennung entgegenzuwirken» Solche Schwingungen treten beispielsweise auf bei der hin- und hergehenden Zugstange der Auflaufbremsen von Kraftfahrzeuganhängern, bei denen die Schwingungsbewegung der Zugstange so gedämpft werden muß, daß der ruhige Lauf des Fahrzeuges nicht _gestort wird, ferner bei den Badaufhängungen von Fahrzeugen und bei Maschinen mit rasch umlaufenden Maschinenteilen, beispielsweise Waschmaschinen.

- 3 r-

Mit der Neuerung wird "bezweckt, einen Schwingungsdämpfer der eingangs angegebenen Bauart und Wirkungsweise so auszubilden, daß er konstruktiv einfach und bei beschränkten Platzverhältnissen gut unterbringbar ist, und daß der Unterschied der Dämpferwirkung in den beiden Bewegungsrichtungeii in besonders starkem Maße zur Auswirkung kommt.

Diese Aufgabe ist gemäß der Neuerung dadurch gelöst, daß an einem innerhalb eines Reibgehäuses liegenden* zu dein einen Ende hin abgeschrägten Abschnitt einer Schubstange in einem durch zwei Anschläge begrenzten Bewegungsbereich ein Kolben gegenüber der Schubstange axial verschiebbar angeordnet ist, bei dem am inneren Endabschnitt einer radialen Durch» brechung ein mit einer Schrägfläehe auf dem abgeschrägten Schubstangenab«· schnitt gleitender keilförmiger Körper verschiebbar geführt und in einer Ausnehmung an der Außenmantelfläche des Kolbens im Bereiche der äußeren Mündung der radialen Durchbrechung ein Reibglied angebracht ist, das von einem gegen den keilförmigen Körper abgestützten Federungselement gegen die Innenmantelfläche des Reibgehäuses federnd angedrückt wird*

In der einen Bewegungsrichtung der Schubstange drückt der abgeschrägte Schubstangenabschnitt mit einer weiter von der SchubstangenwMittelachse entfernt liegenden Stelle den die Andrückfeder abstützenden keilförmigen Körper in die radiale Durchbrechung hinein. Hierdurch wird die vorgespannte Andrückfeder stärker zusammengedrückt^ und dementsprechend wächst die Kraft, mit der die Feder das Reibglied gegen die Innenmantelfläche des Reibgehäuses anpreßt^

^onmemt®

Der Schwingungsdämpfer arbeitet dann mit verstärkter Dämpferkraft» In der entgegengesetzten Bewegungsrichtung der Schubstange kommt der abgeschrägte Schubstangenabschnitt mit einer weniger weit von der Schubstangenmittelachse liegenden Stelle in den Bereich der radialen Durchbrechung des Kolbens» Die Andrückfeder kann sich dann dadurch, daß sie den keilförmigen Körper in der radialen Durchbrechung gegen den abgeschrägten Sehubstang.enabsehnitt vorschiebt,, etwas entspannen und drückt demzufolge das Reibglied mit verminderter Kraft gegen die Innenmantel» fläche des Reibgehäuses an» Die Verschiebungsbewegung der Schubstange geht dann mit verringerter Reibungsdämpfung leichter vonstatten.

Einzelheiten der praktischen Verwirklichung und vorteilhaften Ausgestaltung eines nach dem Raumformgedanken der Neuerung ausgebildeten Schwingungsdämpfers werden nachstehend anhand der Zeichnung, in der in den Figuren 1 bis 5 mehrere Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt sindj näher erläutert.

In allen Figuren ist die Schubstange 1 an einem Lager 2 eines langgestreckten Gehäuses 3» das in runder oder eckiger Querschnittsform als offenes Profil oder auch in Form vorn und hinten abgestützter Seiten*·* wände ausgeführt sein kann, gleitend geführt. Das (nicht gezeichnete) eine Ende der Schubstange istan. den einen Teil der gegeneinander schwingenden (ebenfalls nicht gezeichneten) Massen oder Maschinenteile angeschlossen, deren Schwingungsbewegung gedämpft werden soll. Der andere Endabschnitt der Schubstange 1 ragt bei den Ausführungsbeispielen in das Reibgehäuse 3 hinein. Das Reibgehäuse ist mit dem (nicht ge~ zeichneten) anderen Teil der gegeneinander schwingenden Massen oder Maschinenteile fest oder gelenkig verbunden»

■_ K _

An dem in das Reibgehäuse 3 hineinragenden Endabschnitt der Schubstange sind zwei im Abstand voneinander liegende Bunde 4,4a gebildet bzw* befestigt. Auf der von den Bunden 4,4a umgrenzten Länge des SchubstangeneEndabschnittes hat ein Teilabschnitt la etwa den Durchmesser der Schubstange und ein anderer Teilabschnitt Ib einen vergrößerten Durchmesser» Der zwischen den beiden Teilabschnitten lajlb befindliche Zwischenabschnitt Ic ist zum Teilabschnitt la hin abgeschrägt* beispielsweise in der Form eines Kegel» oder Pyramidenstumpfes ausgeführt* .

In Fig, 1 bildet der den größeren Durchmesser aufweisende Teilabschnitt Ib das vom Endbund 4 abgeschlossene letzte Stück der Schubstange l_t während der den kleineren Durchmesser aufweisende Teilabschnitt la an den an einer mittleren Stelle der Schubstange befindlichen-Bund 4a heranreicht»

Der dreiteilige Schubstangenabschnitt Ia₄Ic₃₁Ib ist von einem Kolben umgeben., der mit einer auf den Teilabschnitt Ib passenden axialen Durchbohrung örversehen ist* Die Länge des Kolbens 5 ist kleiner als der Abstand zwischen den^einander gegenüberliegenden Stirnflächen der beiden Bunde 4^₁4a» Der Kolben 5 "ist in der Quermittelebene mit einer durchgehenden Durchbrechung versehen,, beispielsweise durchbohrt,, und weist somit zwei in die axiale Bohrung 6 einmündende^, koaxial zueinander liegende radiale Durchbrechungen 7$7a auf» In den inneren Mündungs» abschnitt jeder Durchbrechung ist ein keilförmiger Körper 8 bzw» 8a

« 6

xrerschiebbar eingesetzt* der mit einer Schrägfläche 8** bzw«. 8a* gegen den kegelstumpf« oder pyramidensttimpfförmigen mittleren Teilabschnitt Ic der Schubstange 1 anliegt» An der Außenmantelfläche des Kolbens 5 ist im Bereich der äußeren Mündung jeder Bohrung 8 und 8a eine Ausnehmung ausgespart,, in die ein entsprechend der Form des äußeren Kolbenmantels und der Innenmantelfläche des Reibgehäuses geformtes Reibglied 9 bzw« 9a lose eingesetzt ist» Eine zwischen dem Reibglied 9 bzw» 9a und dem zugehörigen Keilförmigen Körper 8_t8a mit Vorspannung eingesetzte Schraubenfeder 10^1Oa oder ein anders geeignetes Federungselement drückt den keilförmigen Körper 8 bzw» 8a gegen den Schubstangenabschnitt lc und das Reibglied 9 bzw* 9a gegen die Innenmantelfläche des Reibgehäuses 3 federnd an,

In Fig» 1 ist die Schubstange in der Ausgangsstellung gezeichnet^,, in die sie durch den Bndbund 4 den Kolben 5 mitgenommen hat> Fird die Schubstange 1 in Richtung des Pfeiles χ vorgeschoben,, dann macht der Kolben 5 erst dann die Vorsehiebehewegung mitj. wenn der Bund 4a gegen die ihm zugekehrte Stirnfläche des Kolbens 5 zur Anlage gekommen ist» Hierbei ist der kegele? oder pyramidenstumpfförmige Teilabschnitt Ic der Schubstange 1 mit einer Stelle verminderten Querschnitts in den Bereich der inneren Mündungen der radialen Bohrungen 7^Va gelangt* Demzufolge haben die Federn 1O₉IOa die keilförmigen Abstützkörper 8^8a in den radialen D_urchbrechungen nach innen verschoben und an Vorspannung verloren» Die Reibglieder 9 bzw* 9a werden demzufolge bei der Vorschubbewegung mit verhältnismäßig geringer Kraft gegen die Innen>mantelflache des Reibgehäuses 3 angedrückt,, so daß die Vorschubbewegung bei verminderter Reibungsdämpfung leichtgängig vonstatten geht*«

Bei der Rückhubbewegung der Schubstange 1 in Richtung des Doppelpfeiles y nimmt die Schubstange den die Reibglieder 10 bzw. IQa tragenden Kolben 5 erst dann mit, wenn der Sndbund 4 gegen die ihm zugekehrte Stirnfläche des Kolbens 5 zur Anlage gekommen ist. Bas entspricht der in Fig. 1 gezeichneten Stellung. Da in dieser Stellung der kegelstumpf- oder pyramidenförmige Schubstangenabschnitt lc mit einer Stelle größerer Dicke in den Bereich der inneren Mündungen der radialen Durchbrechungen 7,7a gekommen ist, sind die keilförmigen Körper 8,8a weiter in die radialen Durchbrechungen 7>7a hineingeschoben, so daß die Schraubenfedern 10,10a stark zusammengepreßt sind und mit erhöhter Kraft die Reibglieder 10,16a gegen die Innenmantelfläche des Reibgehäuses 1,1a anpressen. Die Rückhubbewegung der Schubstange 1 erfolgt demgemäß, was durch den Doppelpfeil y angedeutet ist, mit erheblich größerer Reibungsdämpfung als die Vorschubbewegung.

Fig. 2 zeigt die Schubstangenabschnitte la,lc,Ib in umgekehrter Anordnung wie bei Fig. 1. Hierbei ist die Kraftwirkung der Reibglieder 9 und 9^a bei der Vorschubbewegung der Schubstange 1 in Richtung des Doppelpfeiles s groß und bei der Rüekhubbewegung in Richtung des Pfeiles y klein.

Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht hinsichtlich der Anordnung der Schubstangenabschnitte la,lc,lb und der Kraft-

Wirkung der Reibglieder 9 und 9a dem Ausführungsbeispiel der S¹Ig. 2. Es unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 dadurch, daß der Schwingungsdämpfer mit einer Kraftschwelle ausgerüstet ist, die in bekannter ¥eise dazu dient, die "Vorschubbewegung der Schubstange 1 erst dann eintreten zu lassen, wenn die auf die Schubstange einwirkende Kraft eine bestimmte Größe erreicht hat.

Zur Bildung der Ansprechschwelle ist das Reibgehäuse 3 an einer bestimmten Stelle im Querschnitt verengt. Die QuerschnittsVerengung kann beispielsweise in der QuerSchnittsform eines gleichschenkligen oder besser noch eines ungleichschenkligen Dreiecks ausgebildet saln. Die auf diese Weise gebildeten Innenvorsprünge 11 des Beibgehäuses 3 können unmittelbar oder in bestimmtem Abstand von den in der Ausgangsstellung befindlichen Reibgliedern 9»9^a angeordnet sein. Bei der erstgenannten Anordnung wird die Schubstange 1 solange in der Ausgangsstellung festgehalten, bis die zur Überwindung der Kraftschwelle erforderliche Kraft erreicht ist. Bei der in Fig. 3 gezeichneten anderen Anordnung hat die Schubstange 1 in einem kleinen Anfangsbereich der Gesamtverschiebungsstrecke Bewegungsmöglichkeit mit normaler Dämpfungskraft, bevor die Kraftschwelle überwunden werden muß.

Um die durch die Innenvorsprünge 11 verursachte Abnutzung der ßeibglieder 9>9& möglichst klein zu halten, sind die gegen die Vorsprünge auflaufenden Kanten 12,12a der Rei^glieder 9>9^a abgeschrägt.

,-■ 9

Pig. 4 zeigt einen S&wingungsdämpfer, dessen Kolben 5 zwei in der Kolbenaehsriehtung hintereinander geordnete Paare von radialen Durchbrechungen 7, 7& mit darin untergebrachten keilförmigen Gleitkörpern 8,8a some Schraubenfedern 10,10a und an den äußeren Mündungen der radialen Durchbrechungen angebrachte Beibglieder 9,9^a auf "weist. Die mit den keilförmigen Gleitkörpern 8,8a zusammenwirkenden Schubstangenabschnitte Ia₅Ic₅Ib sind ebenfalls in doppelter Ausfertigung vorhanden. Sie sind mit den Anschjagbunden 4,4a als besonderes Stück

gefertigt, das durch Laschen 15 und Bolzen 14 an das Ende der Schubstange 1 angelenkt ist. Auf diese ¥eise wird die Herstellung des letzten Stangenabschnittes erleichtert und wird ein für das ordnungsmäßige Zusammenwirken der -Beibglieder 9,9a mit den Innenflächen des Keibgehäuses 3 und mit den die Kraftschwelle ergebenden Innenvorsprüngen 11 erforderliche genaue Zentrierung des die Abschnitte la,lc,Ib aufweisenden Abschnittes der Schubstange erspart. Der bzw. die die Ansprechschwelle bildenden Innenvorsprünge 11 sind so angeordnet, daß sie bei dem in der Ausgangsstellung befindlichen Kolben 5 zwischen den in der Achsrichtung des Kolbens 5 gegeneinander versetzten Seibgliederpaaren 9,9a liegen.

Die Ausbildung der Abschnitte la,Ib,Ic mit den Bunden 4,4a als besonderes Stück, das über Laschen 13 und Bolzen 14 mit der Schubstange 1 gelenkig verbunden ist, kann - obwohl dort nicht gezeichnet auch für die Beispiele nach !ig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 zur Anwendung kommen,

- 10 -

Der Kolben 5 kann statt mit zwei koaxialen Bohrungen 7>7& oder mehreren in der Schubstangenachsrichtung versetzten koaxialen Durchbrechungen auch mit drei oder mehr über den Kolbenumfang verteilten, in der gleichen Ebene liegenden Durchbrechungen so versehen werden, daß die Durchbrechungsgruppen in der Achsrichtung des Kolbens zueinander versetzt sind. Durch die damit erzielte Vervielfältigung der federbelasteten Keibglieder 9,9^a kann die Dämpferwirkung des Schwingungsdämpfers beliebit erhöht werden. Zu dem gleichen Zweck können auch zwei oder mehrere Schwingungsdämpfer hintereinander geschaltet werden.

Die Figuren 5 und 6 zeigen Schwingungsdämpfer, die nur an einer Seite des Kolbens 5 mit einem Heibglied 9 ausgerüstet und für die beim Ausführungsbeispiel der Pig* 1 erläuterte Kraftwirkung eingerichtet sind. I_n Fig, 5 sind an der dem Eeibglied 9 entgegengesetzten Seite des Kolbens 5 zwei Bollen 15 um Achsen 16 drehbar gelagert.

Die in einem Längssehlitz des Kolbens eingesetzten Bollen 15 führen gemeinsam mit dem Eeibglied 9 den Kolben und das von ihm umgebene, an die Schubstange 1 angelenkte Schubstangen-Verlängerungsstück mit den Stangenabschnitten 1.3,1c,Ib. bei den Verschiebungsbewegungen der Schubstange 1 im Reibgehäuse 3 und nehmen die aus der Andrüekkraft der SchitSiubenfeder 10 resultierende Eeaktionskraft auf.

Die Stangenabschnitte le,Ib sind hier zu einem in der Kolbenbohrung geführten keilförmigen Körper Id vereinigt, dessen Schrägfläche Ie^f in

-11-

eine zur Basisfläche des Körpers parallel liegende !Fläche Ib¹ übergeht.

Der Schwingungsdämpfer nach Fig. 6 stellt die einfachste Ausführungsform dar. Hier ist der lindabschnitt der Kolbenstange 1 zwischen zwei Bunden 4,4a au einem Körper mit zwei in verschiedenen Sbenen liegenden, zur Basisfläche parallelen Flächen la' und Ib' und zu einem mittleren, zum freien Schubstangenende hin ansteigenden Schrägfläche Ic^f ausgestaltet. Der Kolben 5 ist an diesem Schubstangenabschnitt axial verschiebbar, jedoch undrehbar geführt. Er füllt nur einen Teil des Eeibgehäuses 3 aus. In der Kraftwirkung entspricht der Eeibungsdämpfer nach Fig. 6 demjenigen nach-Fig. 1, jedoch ist seine Dämpferwirkung wesentlich kleiner.

Das Eeibgehäuse 3 kann, wie gezeichnet, an der dem Beibglied 9 abgekehrten Seite offen ausgeführt sein. Die Einkerbung zur Schaffung des als Kraftschwelle dienenden InnenvorSprungs 11 des Beibgehäuses 3 ist beim Ausfiihrungsbeispiel der Mg, 6 in Eorm einer geknickten Linie ausgeführt, bei der der Linienabschnitt, über den das Reibglied 9 bei der Bückhubbewiegung der Schubstange 1 hinweggleitet,'besonders lang und flach ansteigend ausgebildet ist, um die Bückhubbewegung mögliehst hemmungsfrei vonsfcatten gehen zu lassen.

- 12 -

Abweichend von den gezeichneten Beispielen, bei denen die Schubstange 1 im Innern des Beibgehäuses 3 endet, kann die Schubstange auch über das Beibgehäuse 3 hinaus verlängert und gegebenenfalls in einem zweiten Lager des Beibgehäuses geführt sein. Der frei liegende verlängerte Endabschnitt der Schubstange 1 kann dann für den Anschluß von Maschinenteilen, wie z,B, des Bremsbetätigungsgestänges eine r Auflaufbremse benutzt werden.

Claims (6)

SCEHTZANSPEUCHE :

1. Schwingungsdämpfer mit mindestens einem durch Federkraft gegen die Innenfläche eines Reibgehäuses federnd angedrückten Reibglied, das in der einen Bewegungsrichtung eine größere Dämpferkraft ergibt als in der anderen Bewegungsrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß an einem innerhalb eines Reibgehäuses (3) liegenden, zu dem einen Ende hin abgeschrägten Abschnitt (ic bzv. Ic¹) einer Schubstange (l) in einem durch zwei Anschläge (4,4a) begrenzten Bewegungsbereich ein Kolben (5) gegenüber der Schubstange (l) axial verschiebbar angeordnet ist, bei dem am inneren Endabschnitt einer radialen Durchbrechung (7) ein mit einer Schrägfläche (S¹) auf dem abgeschrägten Sehubstangenabsehnitt (ic) gleitender keilförmiger Körper (δ) verschiebbar geführt ist und in einer Ausnehmung an der Äußenmantelflache des Kolbens (5) im Bereich der äußeren Mündung der radialen Durchbrechung (7) ein Eeibglied (9) angebracht ist, das von einem gegen den keilförmigen Körper (β) abgestützten Federungselement (lO) gegen die Innenmantelflache des Eeibgehäuses (3) federnd angedrückt wird.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der Kolben (5) zwei koaxial zueinander liegende radiale Durchbrechungen (7j7a) mi* j^e einem keilförmigen Körper (S,8a) und je einem Federungselement (lO,10a) aufweist und an diametral entgegengesetzten Stellen seiner Außenmantelfläche zwei Beibglie&er (9>9^a) angebracht sind.

- 14

3. Schwingungsdämpfer nach Jlnsprueh 1 und gegebenenfalls Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,daß am Kolben (5) in der gleichen Querschnittsebene über den Kolbenumfang verteilt mehrere radiale Durchbrechungen (7) gebildet und an der Kolbenaußenmantelfläche entsprechend viele Reibglieder (9)> nämlich ein Eeibglied (9) im Bereiche der äußeren Mündung jeder radialen Durchbrechung (7) angebracht sind.

4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 und gegebenenfalls Anspruch 2 oder 3j dadurch gekennzeichnet, daß am Kolben (5) in der Eolbenachs— richtung gegeneinander versetzt radiale Durchbrechungen (7) gebildet sind und an der Außenmantelfläche des Kolbens (5) im Bereiche der äußeren Mündung jeder Durchbrechung ein Beibglied (9) angebracht ist.

5.) Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Eeibglied (9) diametral entgegengesetzten Stelle des nur an einer Seite mit einer oder mit mehreren Heibgliedern ausgerüsteten Kolbens (5) ein oder mehrere bei den Versehiebungsbewegungen der Schubstange (1) an der Innenmantelfläche des Helbgehäuses (3) entlanglaufende Abstützrollen (15) angeordnet sind.

6. Schwingungsdämpfer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenmantelfläche des Seibgehäuses (3) ein gegebenenfalls ringstnalauf ender Innenvorsprang (11) oder mehrere Einzelvorsprünge gebildet sind, die im Zusammenwirken mit dem Beibglied bzw. den Eeibgliedern (9) des Kolbens (5) eine Kraftschwelle für die Vorschubbewegung der Schubstange (l) ergeben.

- 1-3 -

7, Schwingungsdämpfer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (la,Ib,Ic) mit den Anschlägen (4,4a) einen gesondert gefertigten Teil bilden, der über Laschen (13) und Bolzen (14) mit der Schubstange (1) gelenkig verbunden ist.