DE1955624A1 - Kompressionsenergie absorbierendes Bauelement - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf energieabsorbierende und polsterkissenartige Bauelemente, die hiernach entweder mit Puffer oder mit Bauelemente bezeichnet werden, und die die Kompressionskräfte von Stößen, Erschütterungen usw. absorbieren.

Bei den meisten älteren stoßabsorbierenden Bauelementen werden Metallfedern, Einlagen oder mehrere Lagen aus Gummi oder Kunststoff schaum verwendet. Bei Matten für den Turnsport werden Gummi, Kunststoffschaum oder Spezialgewebe verwendet. Dünne, die Kompres»ionsenergie absorbierende Polster, die sich als Einlegesohlen oder Einfassungen für Schuhe eignen, sind in den amerikanischen Patentschriften Hr.2 189 813 vom 13.Eebr.1940 und Fr, 1 759 976 vom 27. Mai 1930 beschrieben.

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Bei dem Material nach, der genannten amerikanischen Patentschrift Nr. 2 189 813 werden pneumatische Luftzellen in einem füllmaterial verwendet, das zwischen zwei elastischen dünnen Flatten eingeschlossen ist. Diese blattartigen Platten werden mit dem Füllmaterial unter Spannung verklebt und nach dem Auftragen des Klebstoffes schrumpfen gelassen, um die Verformung der Zellen gering zu halten. Die blattartigen Platten verformen die Zellen und drücken diese zusammen, wenn eine !Compressionsenergie ausgeübt wird, nach deren Wegfall die Zellen zur ursprünglichen Form wieder zurückkehren.

In der genannten amerikanischen Patentschrift Nr* 1 759 976 wird ein Kompressionsenergie absorbierendes Polster aus Stapel-P fasern beschrieben, die mit einem biegsamen, harzhaltigen Bindemittel imprägniert sind. Die imprägnierten Fasern verbinden die üntergrundmaterialien 1 und 2 fest zu einem verhältnismäßig dünnen Polster mit einander, wobei das Bindemittel dem Polster die Biegsamkeit verleiht. ,

In der amerikanischen Patentschrift Nr. 3 304 219 vom 14. Febr. 1967 wird ein energieabsorbierendes Bauelement beschrieben, das aus einer Reihe von bewegbaren polymerischen sphärischen Partikeln besteht, die auf eine Reihe von Schichten aufgetragen sind. Nach der Nickerson-Erfindung werden viele Lagen von Un-,, tergrundmaterialien benötigt, zwischen denen die Schichten angeordnet sind.

Gegenstand der Erfindung ist ein Vibrations- und Stoßenergie absorbierendes Bauelement, das auf vielen Gebieten verwendet werden kann. Das Bauelement kann z.B. verwendet werden als Puffer an Laderampen, Hafenkais, bei Lastkraftfahrzeugen usw. als Unterlage für schwere Maschinen und zum Absorbieren von Vibrationen in den verschiedenen Teilen einer Maschine sowie / als iDurnermatten und als Rückstoßpolster für Gewehre, Schusswaffen usw.

Bei dem Bauelement wird eine Reihe von Säulen aus polymerischen Monofäden verwendet, die zwischen zwei elas tomer is chen dünnen . Platten angeordnet sind. Alle Monofäden sind an den entgegen-

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gesetzten Enden in die dünnen Platten eingebettet und verlaufen quer zwischen diesen im wesentlichen rechtwinklig zur Oberfläche der Platten, wobei diese mit einander verbunden werden. Auf daa Bauelement wird eine !Compressionskräft ausgeübt mittels eines an der Außenseite sphärisch oder konvex gekrümmten Kopfes, der an einem der dünnen Platten angebracht let, oder auch dadurch, dass die eine der elastomeren dünnen Platten im wesent-. liehen Konvex ausgestattet wird, wobei die Kompressionsenergie direkt auf die Konvexe Seite der dünnen Platte einwirkt. Der konvexe Umriss des belastenden Kopfes oder die konvex ausgestaltete dünne Platte ermöglicht, dass bei Ausübung der Kompressionskraft der Kompressionsbezirk mit der Tiefe des Eindringens in das Bauelement allmählich größer wird. Die Fäden unmittelbar unter dem belasteten Bezirk setzen der ausgeübten Kraft anfangs einen Widerstand entgegen. Bei stärker werdendem Druck wird der Biegewiderstand der einzelnen Fäden überwunden, und die Fäden beginnen aus der senkrechten Stellung auf den dünnen Platten auszuweichen. In diesem Zeitpunkt absorbieren die Fäden einen Teil der von der Kompressionskraft ausgeübten Energie. Nach der anfänglichen Ablenkung leisten die Fäden keinen Widerstand mehr oder absorbieren die Energie. Wird der Kompressionsbezirk größer und tiefer, so werden immer mehr Fäden durchgebogen. Bach dem Durchbiegen der Fäden verformen sich die elastomeren dünnen Platten über den ausgewichenen fäden und setzen den Widerstand gegen die Kompressionskraft durch Speichern deren Energie fort. Hit dem Aufhören der Ausübung der Kompressionskraft kehren die dünnen Platten und die Fäden aufgrund ihrer Elastizität in die ursprüngliche Form und Stellung zurück.

Sie Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In den beiliegenden Zeichnungen, in denen gleiche oder entsprechende Eleaente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist die

Fig.1 eine schaubildliche Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines energieabsorbierenden Bauelementes nach der Erfindung,

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Fig*2 ein senkrechter Schnitt nach der Linie 2-2 in der Fig.1 sowie durch einen Kopf mit konvexer Außenseite, der
einen Anfangsdruck auf die eine Seite des Bauelementes ausübt,

Fig.3 eine der Fig.2 ähnliche Darstellung, wobei konvexe Kopf auf die Oberseite des Bauelementes den vollen Druck ausübt,

Fig.4 ein senkrechter Schnitt durch eine andere Ausführung
des Baueleme'ntes nach der Erfindung,

Pig.5 ein senkrechter Schnitt durch das in der Pig.4 dargestellte Bauelement, auf das ein flacher Kopf auf den
größten Teil der. Oberseite des Bauelementes einen Druck ausübt,

Pig.6 ein Ausschnitt aus einer Schnittzeichnung nach der Linie 6-6 in der Pig.5, wobei ein flacher Kopf nur auf einen Teil der Oberseite des Bauelementes einen Druck ausübt, und die

Pig.7 eine Darstellung eines Teiles des Bauelementes nach der Pig.4, das an einer Unterlage befestigt ist.

Wie aus den Figuren 1 - 3 zu ersehen ist, besteht das energieabsorbierende und als Ganzes mit 10 bezeichnete Bauelement aus zwei elastomeren dünnen Abstützplatten 11 und 12 aus Polyurethan Vinylplastisol oder aus anderen bekannten Elastomeren, die dem Bauelement die erforderliche Elastizität verleihen. In den
meisten Fällen, in denen die Erfindung verwendet wird, sollen die die Kompressionskraft aufnehmenden elastomeren dünnen Platten eine Shore-D-Härte von weniger als 100, vorzugsweise, aufweisen.

Wenn gewünscht, kann die untere Abstützplatte 12 aus einem anderen Elastomer bestehen als die Platte 11, oder die Platte 12 kann aus einem nicht elastischen Epoxidharz, aus Vinylpolyester oder einem anderen ähnlichen polymeren Material bestehen. Die Platte 12 kann ferner auch aus einem nicht-polymeren Material, wie Gewebe, Holz, Metall, Beton usw„ bestehen.

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1355624

Die beiden dünnen Platten 11 und 12 weisen den gleichen Abstand von einander auf und sind durch eine große Anzahl polymerischer Monofäden 13 mit einander verbunden, die an den entgegengesetzten Enden in die Platten 11, 12 eingebettet oder an diesen auf eine andere Weise befestigt sind. Die Monofäden 13 weiden die gleiche Länge und den gleichen Durchmesser auf und verlaufen rechtwinklig zu den Platten 11, 12 zwischen diesen. Die Monofäden bilden eine Vielzahl von dünnen verbindenden Säulen.

Bei der Herstellung des Bauelementes oder Pufferkissens 10 wird die eine der Platten 11 oder 12 in der Weise hergestellt, dass auf ein ebenes Unterlageglied eine selbsterhärtende flüs sige elastomere Harzschicht, wie Urethan, aufgetragen wird. Bevor die Harzschicht sich verfestigt, werden die Fäden mit dem einen Ende in die Schicht eingebettet derart, dass die Fäden auf der Schicht senkrecht stehen. Die Fäden können von Hand oder mittels elektrostatischer oder mechanischer Verfahren eingebettet werden. Nachdem der Belag sich verfestigt hat und die Fäden in diesen eingebettet worden sind, wird die Platte umgedreht, so dass die freien Enden der Monofäden in eine zweite harzhaltige und selbstaushärtende flüssige Schicht eingetaucht und eingebettet werden können, die die dünne Platte 12 bildet. Um die Monofäden sicher einzubetten, werden diese in den Belag bis zu einer Tiefe von 0,1 bis 0,3 cm eingetaucht. Wenn gewünscht, können die dünnen Platten 11 und 12 eine unterschiedliche Dicke aufweisen. Nach dem Verfestigen oder Aushärten der zweiten Schicht ist das Bauelement oder Pufferkiesen fertig hergestellt. Erfolgt die Herstellung in großen Stücken, so können diese eingelagert und später zu einzelnen Bauelementen nach der Fig.1 zugeschnitten.

Die Platten-11 und 12 können andererseits auch vorgeformt werden, und die Monofäden 1=3 werden darm einzeln oder auf andere Weise an den Flächen befestigt, ZoB. mittels eines Zwischenkleb st off belags, wobei dünne verbindende Säulen gebildet werden

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1355624

Soll ein Polsterkissen mit einem Querschnitt nach den Figuren 4 und 5 hergestellt werden, so werden die Fäden zuerst an einem Harzbelag befestigt, der auf ein ebenes Tragglied aufgetragen wird, wie oben beschrieben. Die Fäden werden dann an den freien Enden so beschnitten, dass die gewünschte konvex gekrümmte Form erzeugt wird. Die zurechtgeschnittenen Enden der Fäden werden dann in eine zweite elastomere Harzschicht eingebettet, die auf ein Tragglied aufgetragen wird, dessen Innenseite der gewünschten konvexen Krümmung der Oberseite des Polsterkissens entspricht. Bevor mit den freien Enden der Fäden ein Kontakt hergestellt wird, wird der Harzbelag genügend flüssig gemacht, so dass er die Enden der Fäden aufnehmen und um diese herumfließen kann, während der Harzbelag andererseits genügend zähflüssig sein soll, so dass der Belag in gleichmäßiger Dicke an der Innenseite des Traggliedes haften bleibt·

Wie am besten aus den Figuren 2 und 3 zu ersehen ist, wird die Kompressionskraft auf die ebenen TJnterlageplatten 11 und 12 mittels eines Kopfes 14 ausgeübt, der auf geeignete Weise an der Platte 11 befestigt wird. Die Seite des Kopfes 14, an der dieser mit der Platte 11 in Berührung steht, ist konvex ausgestaltet in bezug auf die Platte 11. Diese Seite bildet eine im wesentlichen dreidimensionale gekrümmte Fläche. Die Krümmung kann in verschiedenen Formen sphärisch oder exzentrisch sein, wobei eine mathematisch definierte quadratische Kurve erzeugt wird, so dass das an der Platte 1t anliegende Segment der Kurve in bezug auf die Platte 11 immer konvex ist. Für die Zwecke der Definition wird der Kopf 14 hiernach als quadratischer Kopf bezeichnet, welche Definition alle dreidimensional konvex gekrümmten Flächen unter Einschluss sphärischer Flächen umfassen soll. j

Die zu absorbierenden Kompressionskräfte, z.B„ Erschütterungen schwerer Maschinenteile, werden direkt auf die Oberseite des quadratischen Kopfes 14 übertragen· An dessen Oberseite können geeignete Mittel vorgesehen werden, mit denen der Kopf an den Lagerungen der Maschine befestigt wird. Kann umgekehrt die zu absorbierende Kompressionskraft über quadratische Glieder aus-

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geübt werden, die einen Teil der Maschine bilden, z.B. quadratische Lagerungen der Maschine» oder über. Metallpuffer an Lastkarren oder -wagen, so kann der Kopf 14 weggelassen werden, da die Kraft auf das Polsterkissen 10 von der betreffenden Maschine oder der betreffenden Einrichtung direkt ausgeübt wird.

Der Umriss des Kopfes 14 bewirkt, dass dieser mit einem immer größer werdenden Bezirk der Außenseite in das Polsterkissen eindringt. Wie aus den Figuren 2 und 3 zu ersehen ist, gelangt bei fortschreitendem Eindringen des Kopfes 14 eine immer größer werdende Fläche der elastomeren Abstützplatte 1T mit dem Kopf in Berührung, und die Kompressionskraft wird auf eine immer größer werden Anzahl von Fäden 13 ausgeübt. Mit Hilfe des Kopfes 14 wird die Kompressionskraft innerhalb eines sich beständig vergrößernden Bezirks der Oberseite des Polsterkissens ausgeübt, bis die Kraft vom gemeinsamen Widerstand der Fäden und der elastomeren Platte 12 verbraucht worden ist.

Die Größe, der Durchmesser und die Form des Kopfes 14 hängt von den besonderen Umständen der Verwendung des Pufferelementes ab, so dass zum Absorbieren von stärkeren Kompressionskräften größere Köpfe vorgesehen werden müssen. Bei der Untersuchung verschiedener Ausführungen des erfindungsgemäßen Pufferelementes wurde ermittelt, dass bei einem Puffer mit einem sphärischen und einqn Durchmesser von 20,3 cm aufweisenden Kopf zwei bis dreimal so große Kompressionskräfte absorbiert werden können als bei demselben Pufferelement mit einem Kopf, der einen Durchmesser von nur 10,1 cm aufweist. Der Kopf 14 kann aus einem polamerisohen Material, aus Metall oder auch aus anderen genügend steifen Werkstoffen hergestellt werden.

Wie aus den Figuren 1-3 zu ersehen ist, bilden die Fäden einen verbindenden säulenartigen Aufbau und setzen der Kompressionskraft einen Widerstand nach Art zusammenbrechender Säulen entgegen, wobei die Fäden anfangs der Einwirkung der Kraft widerstehen und sich später biegen.

In den meisten Fällen sind für die Herstellung der Pufferelemente feste polymerische Fäden aus Nylon oder Polyester in

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gleichen Längen von 0,7 bis 3,8 cm und mit gleichen Durchmessern von 0,013 bis 0,064 cm zu bevorzugen. Bei den genannten Abmessungen sind die Durchmesser der polymerischen Fäden verhältnismäßig sehr klein im Vergleich zu deren Längen. Unter der Einwirkung der Kompressionskraft erfolgt daher kein Bruch oder eine dauernde Verformung, während die Fäden andererseits genügend elastisch sind und nach Aufhören der Belastung in die ursprüngliche senkrechte Stellung in bezug auf die Platten 11 und 12 ohne Schaden zurückkehren. Das Verhältnis Fadenlänge s Rotationsradius des*Fadens, d.h. das Schlankheitsverhältnis der Fäden 13 (berechnet aus dem normalen Schlankheitsverhältnis für Säulen, bei denen das Schlankheitsverhältnis X ist, wobei k der kleinste notationsradius des Fadens und 1 die Länge des Fadens ist), liegt im Bereich von ungefähr 80 bis etwas mehr von 800.

Feste polymerische Fäden, deren Schlankheitsverhältnis innerhalb dieser Bereiche liegt, weisen den erforderlichen Biegewiderstand für die energieabsorbierenden Pufferelemente nach der Erfindung auf. Bei der Wahl der Fäden innerhalb der oben angeführten Abmessungsbereiche wird für jeden besonderen Fall der Biegewiderstand eines einzelnen Fadens bestimmt. Dieser kann berechnet werden nach der Euler·sehen Formel für dünne Säulen, die an beiden Enden starr befestigt sind, um eine Dre-

hung zu verhindern. Diese Formel lautet ι

P « 4 IE

wobei P der Biegewiderstand

I das Trägheitsmoment (0,049d⁴ (d = Fadendurchmesser))

E das Elastizitätsmodul des Fadens

und 1 die Länge des Fadens ist.

Um den gesamten Biegewiderstand pro cm der Fläche des Pufferelementes zu bestimmen, wird der Biegewiderstand des gewählten einzelnen Fadens mit der Dichte oder Anzahl, der Fäden pro cm² multipliziert.

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Die Dichte der Fäden kann den Erfordernissen des betreffenden Verwendungszweckes entsprechend verändert werden, wobei der Biegewiderstand der einzelnen Fäden der Energiespeicherkapazität der Platte 11 angeglichen wird. Das resultierende Produkt des Biegewiderstandes des Fadens, multipliziert mit der Dichte der Fäden pro cm wird geeigneterweise der Energiespeicherkapazität der Platte 11 angeglichen, so dass Pufferelemente hergestellt werden können, die die gewünschte Kompressionsbelastung aufnehmen.

Pufferelemente 10 mit im wesentlichen gleichmäßiger Fadendichte (40 - 310 Fäden pro cm ) eignen sich für die meisten Verwendungszwecke. Die Dichte wird.in geringem Ausmaß vom Durchmesser der benutzten Fäden beeinflusst. Beispielsweise können . aus Fäden mit einem Durchmesser von 0,064 cm ohne Schwierigkeiten Pufferelemente mit einer Fadendichte bis zu 62 Fäden

ο
pro cm hergestellt werden. Pufferelemente aus Fäden mit einem Durchmesser von 0,043 und 0,025 cm weisen eine gute Absorbtionsfähigkeit auf, wenn die Fäden auf die Untergrundplatten mit einer Dichte von 70 bezw* 233 Fäden pro cm aufgebracht werden.

Die Tabelle I zeigt das Schlankheitsverhältnis und den Biegewiderstand für verschiedene Größen von im Handel erhältlichen festen Nylonfäden. Die Fäden mit den in der Tabelle I angeführten V/erten haben sich für die meisten Verwendungszwecke nach der Erfindung als Fäden 13 für energieabsorbiefcende Pufferelemente als sehr gut geeignet erwiesen, obwohl bei Belastungen, die eine außerordentlich hohe Amplitude erfordern, Fäden mit einer Länge bis zu 3,8 cm verwendet werden können. Die Biegewiderstände wurden nach der Euler¹sehen Formel bestimmt» Einige dieser Bestimmungen wurden dadurch bestätigt, dass Platten aus Urethan, die durch gleichförmige Nylonfäden mit einander verbunden waren, bei zufallsweise gewählten Abmessungen nach der Tabelle I standardisierten Prüfverfahren unterworfen wurden, um die Kompressionsmerkmale steifer Kunststoffe zu berechnen (ASTM - Nr, D 695)· Die nach dem ASTM-Verfahren bestimmten Biegewiderstände zeigten eine sehr weitgehende Übereinstimmung mit den naoh der Euler¹sohen Formel berechneten Widerständen.

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Tabelle

Faden- Fadendurohmesser länge in cm. in cm.

0,0127

0,0127

0,0127

0,0127

0,02032

0,02032

0,02032

0,02032

0,0254

0,0254

0,0254

0,0254

0,03048

0,03048

0,03048

0,03048

0,04258

0,04258

0,04258

0,04258

0,05334

0,05334

0,05334

0,05334

0,0645

0,0645

0,0645

0,0645

0,0645

1,27

1,5875

1,905

2,54

1,27

1,5875

1,9o5

2,54

1,27

1,5875

1,9o5

2,54

1,27

1,5875

1,9o5

2,54

1,27

1,5875

1,905

2,54

1,27

1,5875

1,9o5

2,54

1,27

1,5875

1,5875

1,905

2,54 Biegewiderstand
einzelner Fäden
in Gramm, Widerstand aus der
EuIer'sehen
Formel abgeleitet

0,544
0,363
0,253
0,141
3,629
2,268
1,678
0,953
9,036
5,897
3,175
2,268

18,14
12,701
9,036
4,990
77,1
48,989
34,02
11,051
181,4
113,4
8t,648
43,999
353,808
226,80
226,80
158,76
88,452

Schlankheits verhältnis =

400 500 600 800 250 312 375 500 200 258 300 400 167 206 275 333 118

147 177 235

96 120 143 188

81 '

ioo

100 120 160

009S1d/Ud8

Jeder Faden 13 absorbiert einen Teil der vom Kopf H erzeugten Energie. Bei der Anfangsbelastung duroh den Kopf 14 verbleiben die Fäden im normalen Zustand. Mit steigender Belastung wird der Biegewiderstand der Fäden 13 überwunden, wobei diese sich zu biegen beginnen und aus der senkrechten Stellung in bezug auf die Platte 11 abweichen.

Im Zeitpunkt der Anfangsbelastung und Abweichung absorbiert jeder Faden einen Teil der vom Kopf H ausgeübten Energie und wandelt diese in Wärme um. Nachdem einmal der Faden etwas (um , 10 bis 20°) von der Senkrechten abgewichen ist, wird im wesentlichen keine Energie mehr absorbiert, obwohl der Faden sich weiter durchbiegt. Der Biegewiderstand ist daher eine Tangentialfunktion und fällt nach der Anfangsablenkung rasch ab. |

In der Tabelle II ist die Menge 4er kinetischen Energie angeführt, die von vier verschiedenen Pufferelementen aus Nylonfäden und aus Urethan-Unterlageplatten 11 und 12 mit der in der Tabelle genannten Dioke absorbiert wird. Die kinetische Energie wurde erzeugt von einer frei fallenden und 2,27 kg schweren Stahlkugel mit einem Durchmesser von 7,62 cm, die über die durch Versuche ermittelten Fall—strecken auf die elastomeren Pufferelemente fallengelassen wurde, um jedes Pufferelement bis zur größten Amplitude und Energieabsorbierungskapazitat zusammenzudrücken, d.h. bis zu dem Punkt, bevor die Energie durch das Pufferelement hindurch vollständig übertragen wird. Der kinetische Energieeingang wurde in der Weise bestimmt, dass | die Fallstrecke der Kugel bis zum ersten Kontakt mit der elastomeren Platte «gemessen wurde. Die in der elastomeren Platte gespeicherte Energie wurde bestimmt durch Messen der Bückprallstrecke der Kugel nach dem Aufprall. Die Rückprallstrecke ist diejenige Strecke, über die die Kugel über der elastomeren Platte nach oben zurückgeworfen wird. Die messung beruhte auf der Lage der Platte in unbelastetem Zustand wie bei der in der Fig«1 dargestellten Platte 11· Die Energiewerte können ohne Schwierigkeiten aus der herkömmlichen Formel E = WD bestimmt werden, wobei E die kinetische oder gespeicherte Energie, W das Gewicht der Kugel und D die Fall- oder Rückprallstrecke der Kugel in Metern gemessen ist. Die von den Fäden absorbierte

0 0 9-8 1.97 U98

kinetische Energie ist die Differenz zwischen dem kinetischen Energieeingang und der gespeicherten Energie.

Die nachstehende Tabelle I zeigt die proportionalen Mengen der Energie, die von den Fäden gemeinsam beim ersten Durchbiegen absorbiert werden, und die von der elastomeren Untergrundplatte gespeicherte Energie. Die bei diesem Beispiel von den Fäden gemeinsam absorbierte Energiemenge beträgt im Durchschnitt ungefähr das Doppelte der von der elastomeren Platte gespeicherten Energie.

Tabelle II

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	Faden länge in cm.	Faden- durchm. in cm.	T	Urethan- Unterlage Sicke in cm·	a b e 1 1 e	II	In der Unterlage gespeicherte Energie in kg/m	von den Fäden absorbierte Energie in kg/m
Buffer- element Nr.	1,9o5 1,905 1,588 1,588	0,03048 0,0426 0,02032 0,0426	0,318 0,318 0,159 0,159	Fallstrecke d.Gewichtes in Meter	kinetischer Energie eingang in kg/m	0,437 0,774 0,279 0,640	1,15 1,65 0,54 1,36
1 2 3 4.		0,701 0,107 0,366 0,884	1,59 2,42 0,82 2,00

Bei der Absorbierung einer Kompressionskraft wirkt das Pufferelemt 10 in der folgenden Weiset Die Fig.2 zeigt den Zustand des Pufferelementes 10, wenn die Kompressionskraft erstmals ausgeübt wird. Die Fäden in dem durch die Klammer A bezeichneten Bezirk unmittelbar unter dem Bezirk des Kopfes 14» in dem auf die elastomere Platte 11 ein Druck ausgeübt wird, hatt der Kompressionskraft anfangs einen Widerstand entgegengesetzt und danach begonnen, sich durchzubiegen, wenn der Kompressionsdruck den Biegewiderstand überwindet. Der Kopf 14 beginnt die Platte 11 dadurch einzudrücken, dass diese längs der Oberfläche des Kopfes gestreckt wird. Während des Durchbiegens zu Beginn haben die Fäden im Bezirk A Energie absorbiert, setzen jetzt jedoch der Kraft keinen wesentlichen Widerstand mehr entgegen oder absorbieren Energie, obwohl das Durchbiegen sich fortsetzt. Die Fäden in mit der Klammer B bezeichneten Bezirk fahren fort, der Kompressionskraft anfangs einen Widerstand entgegenzusetzen, die die Platte 1t unmittelbar darüber belastet, obwohl ein Teil der Fäden sich zu biegen beginnt und Energie absorbiert. Die Fäden in dem durch die Klammer C bezeichneten Bezirk wurden bisher noch nicht durch den Kompressionsdruck belastet und bleiben senkrecht in bezug auf die Platten 11 und 12 stehen und suchen einer Streckung der Platte 1t unmittelbar darüber einen Widerstand entgegenzusetzen»

Wenn gewünscht, kann das Pufferelement zur Aufnahme einer statischen Kompressionskraft durch den Anfangswiderstand der Fäden benutzt werden. Über den Kopf 14 kann eine statische Kraft ausgeübt werden, die ungefähr gleich dem gesamten Biegewiderstand der Fäden im Bezirk A nach der Fig.2 ist· Beispielsweise wird das Gewicht des Kopfes 14 zusammen mit der statischen Kraft durch das Pufferelement hindurch auf eine tragende Fläche übertragen./ Nachdem einmal das Gewicht in eine dynamische Kompressionskraft umgewandelt worden ist (z.B. durch Einschalten der vibrierenden Einrichtung, -wobei Vibrationen erzeugt werden), überwinden die Kompressionskräfte der Vibrationen sofort den Biegewiderstand der Fäden im Bezirk A, und das Pufferelement beginnt die dynamischen Kräfte zu absorbieren.

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Die Fig.3 zeigt einen Kopf 14, der in das Pufferelement 10 vollständig eingedrungen ist unter der Einwirkung der Kompressionskraft, die zu diesem Zeitpunkt durch die Absorbtionswirkung des Pufferelementes im wesentlichen vollständig verbraucht worden ist· Wenn der Kopf 14 aus der in der Fig.2 dargestellten Lage allmählich in das Pufferelement eindringt und die in der Pig.3 dargestellte Lage einnimmt, so wirken die Fäden im Bezirk A als eine Reihe zusammenbrechender Säulen. Die Fäden setzen dem vom Kopf ausgeübten Druck anfangs einen Widerstand entgegen, biegen sich jedoch dann konzentrisch in radialer Reihenfolge durch, wenn die Kraft den Biegewiderstand der Fäden im Bezirk A überwindet· Beim anfänglichen Biegen der Fäden wird Energie absorbiert· Einige Fäden im Bezirk B nach der Fig.3 befinden sich im Zustand eines anfänglichen Durohbiegens und absorbieren die Energie der Kompressionskraft· BIe übrigen Fäden bleiben in bezug auf die Platte 11 senkrecht stehen und setzen ihren Widerstand gegen die Kompressionskraft fort, wenn diese deren Biegewiderstand noch nicht überwunden hat.

Befindet sich das Pufferelement in dem in der Fig.3 dargestellten Zustand, so wurde die elastomere Platte 11 unter der Einwirkung der Kompressionskraft verformt, wobei der Kopf 14 in das Püfferelement ziemlich weit eingedrungen ist. Die Elastizität der Platte 1t setzt weiterhin der vom Kopf H ausgeübten Kompressionskraft durch Streckung einen Widerstand entgegen, die unmittelbar nach dem Durchbiegen der Fäden 13 beginnt« Aus den beiden Figuren.2 und 3 ist zu ersehen, dass beim Strecken die Platte 11 der Koapressionskraft in dem durch die Klammern A bezeichneten Bezirk einen Widerstand entgegensetzt, nachdem die fäden in diesem Bezirk sich durchgebogen haben und keinen Widerstand «ehr ausüben· Bei der Durchführung der Erfindung ist es vorzuziehen, den Bieg· wide rat and der fäden 13 und die Elastizität der Platte 11 für ein gegebenes Pufferelement so zu bemessen, dass der Kopf 14 in das Puff«rele»ent über eine wesentliche Strecke eindringt, wenn auf das Püfferelement die größte Kompressionskraft ausgeübt wird, die für dieses Puller element vorgesehen ist. Bei der größten Kompressionskraft, die in einem gegebenen Falle auf die Platte 11 ausgeübt wird, soll die

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Platte 11 über eine Strecke eingedrückt werden, die gleich 92 bis 95$ der freien Länge der Fäden 13 beträgt. Ea wird in diesem Zusammenhang bemerkt, dass, wenn bei einer Überlastung des Pufferelementes die Platte 11 die gesamte innere Dicke des Pufferelementes 10 durchdringt und mit der Platte 12 in Berührung gelangt, die übermäßig starken Kräfte nicht zu einem Zerreißen der Fäden 13 oder zu einer Beschädigung des Pufferelementes führen.

Bei der Höchstbelastung soll die Platte 11 vorzugsweise durchschnittlich um 10$ gedehnt werden, wobei am tiefsten Punkt des Eindringens nach der Fig.3 eine Dehnung bis zu 20$ erfolgt. Wie sich gezeigt hat, weisen elastomere Platten aus Urethan mit eine Dicke von 0,08 cm und 0,32 cm einen entsprechenden Elastizitätsmodul von 2,41 und 2,27 χ 10' g/cm und damit befriedigende Dehnungseigenschaften auf.

Die Platte 12 braucht selbstverständlich nicht die gleiche Elastizität aufzuweisen wie die Platte 11. In den meisten Fällen wird ein Kopf 14 nur auf der oberen Platte verwendet. Es kann in einigen Fällen erwünscht sein, Kompressionsdrücke zugleich oder nacheinander mittels quadratischer Köpfe auszuüben, die an beiden Platten 11 und 12 befestigt sind. In diesem Falle müssen beide Platten die erforderliche Elastizität besitzen. Weiterhin kann die Platte 12 mit zusätzlichen Abstützgliedern verbunden werden, die etwas Absibtionsfähigkeit aufweisen, damit schwache Kompressionskräfte gedämpft werden können, die im Betrieb durch das Pufferelement 10 hindurch übertragen werden. Ferner können Pufferelemente, bei denen beide Platten 11 und 12 die erforderliche Elastizität besitzen, zu einer Einheit zusammengesetzt werden, die aus eine Reihe von Pufferelementen besteht, mit denen besonders schwere Belastungen absorbiert werden können.

Aus den Figuren 2 und 3 ist zu ersehen* dass bei beiden dargestellten lagen des Kopfes 14 die Fäden 13 in den mit der Klammer C bezeichneten Bezirken ihre senkrechten Stellungen beibehalten und einer Verformung durch die Dehnung am Rand der unter Druck stehenden Bezirke widerstehen. Bei der Ermittlung der günstigsten Eigenschaften der Platte 11 hatte sich gezeigt, dass bei

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■*.·■■■

Verwendung von Platten verschiedener Dicke eine unterschiedliche Verformung erfolgte. In einigen Fällen bewirkte die Verformung die Ablenkung einiger weniger Fäden im Bezirk 0 aus der senkrechten Stellung, wobei deren Wirksamkeit, der Dehnung zu widerstehen herabgesetzt wurde. Weiterhin setzten die abgelenkten Fäden im Bezirk C der Belastung keinen wirksamen Biegewiderstand entgegen, wenn der Kopf in das Pufferelement weiter eindringt und die Fäden im Bezirk C zu Fäden des Bezirk B oder A umwandelt, wie aus den Figuren 2 und 3 zu ersehen ist. Die Ablenkung vermindert stark den Biegewiderstand der Fäden im Bezirk 0 und damit deren Fähigkeit, Energie zu absorbieren.

Dickere Platten suchen die Fäden im Bezirk C viel leichter zu desorientieren als dünnere Platten. Dickere Platten sind kräftiger bei einer geringeren Elastizität. Sie suchen den Widerstand der Fäden im Bezirk 0 gegen eine Ablenkung aus der senkrechten Stellung zu überwinden und "ziehen" daher die Fäden aus der senkrechten Stellung in dem an Umfang des Kopfes gelegenen Bezirk heraus. Zum Herstellen von Pufferelementen mit der günstigsten Absorption muss der Biegewiderstand der Fäden mit der Elastizität und der Dicke der elastomeren Platte 11 in Einklang gebracht werden. Der Biegewiderstand der Fäden im Bezirk B soll kleiner sein als die Kraft, die zum Dehnen der Platte 11 über den Fäden im Bezirk 0 erforderlich ist_o Die Fäden im Bezirk B biegen sich dann unter der Einwirkung der Belastung durch, be- vor die Platte sich im Bezirk 0 zu dehnen beginnt und die ftäden im Bezirk aus der senkrechten Stellung ablenkt· Die letztgenannten Fäden verbleiben in der senkrechten Stellung und erhöhen den Widerstand- der Platte 1t gegen eine Verformung. Die Fäden im Bezirk B widerstehen anfangs und biegen sieh dann unter· der Einwirkung der Belastung durch, wobei sie in Fäden des Bezirks A umgewandelt werden und Energie absorbieren.

Die Platte 1t dehnt sich daher über den durchgebogenen Fäden in einer glatten progressiven Strömung, "bis die Kompressionskraft verbraucht worden ist.

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■. - 18 -

In der Tabelle III sind die kritischen Abmessungen mehrerer stoßabsorbierender Pufferelemente mit den günstigsten physikalischen Merkmalen für die angegebenen Höchstbelastungen, in Gramm gemessen, zusammengestellt. Die Urethan-Unterlageplatte eines Jeden Pufferelementes wurde mit der günstigsten Dicke ausgestaltet (für besondere Fälle der Stoßabsorption), um die Verformung über den Fäden im Bezirk 0 zu vermindern und den größten Widerstand gegen die Belastung aufrechtzuerhalten, nachdem die Fäden im Bezirk A sich durchgebogen haben, für jedes Pufferelement in der angegebenen Größe, und bei dem Schlankheitsverhältnis und dem Biegewiderstand wurden feste Nylonfäden gewählt, um die günstigste Absorptionsfähigkeit für die Kompressionskraft zu erzielen, für die das Pufferelement vorgesehen war. Die Kompresaionskräfte wurde auf die obere Urethan-Ünterlageplatte mit den Abmessungen 15,24 x 15,24 cm und größer mittels eines Kopfes mit einem Durchmesser von 20,32 cm ausgeübt.

Tabelle III

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Tabelle

III

ο ο to

Puffer- Max,Belastungselement kapazität in

Nr.

1 2 3 4 ■5 6

9,072 22,68 45,36

113,4

226,8

340,2

Fadendur ehm.

cm

0,0127 0,0125 0,0203 0,0254 0,0426

0,0533

Fadenlänge

cm

1,5875

1,27

1,5875

1,27

1,905

1,905

Schlank— heitsverh. einzelner Fäden

500 333 312 200 177 143

Biegewider stand eines einzelnen Fadens in Gramm	Dicke der elastomeren Urethan- Platt« cm
0,363	0,24
1,134	0,16
2,268	0,16
9,036	0,16
34,o2	0,32
81,648	0,32

des Dehnens speichert die elastomere Platte 11 die yon der Kompressionskraft erzeugte Energie« Wird diese Kraft nicht mehr ausgeübt, so wird die gespeicherte Energie dem Kopf H wieder zugeführt mit der Folge, dass die Platte 11 aus der in der Mg.3 dargestellten lage in die Lage nach'der Fig.1 zurückkehrt. Bei dieser Rückkehr unterstützt die Platte 11 die Rückkehr der durchgebogenen Fäden 13 in die senkrechte Stellung in bezug auf die Platten 11 und 12. Die Platte und die Fäden befinden sich d ann wieder in dem Zustand, in dem sie späteren Kompressionskräften den vollen Widerstand entgegensetzen können.

In der nachstehenden Tabelle IV sind die Energiemengen angeführt, die beim Sehnen der elastomeren Platte von zwei Pufferelementen mit elastomeren Urethan-Unterlageplatten mit der angegebenen Dicke unter Verwendung von Nylonfäden mit einer Länge von 2,0 cm und mit einem Durchmesser von 0,03 ca gespeichert werden. Die gespeicherte Energie wurde bestimmt durch Fallenlassen einer 2,27 kg schweren Stahlkugel mit einem Durchmesser von 7,62 cm über die angegebenen Falletrecken, die unter kontrollierten Bedingungen durch Versuche ermittelt wurden. Die von der über die angegebenen Fallstrecken auf die obere Urethanplatte 11 der Pufferelemente fallenden Kugel erzeugte kinetische Eingangsenergie bewirkte eine Verdichtung jeden Pufferelementes bis zur höchsten Amplitude und der höchsten Energieabsorptionskapazität, d.h. bis zum Punkt kurz vor der vollständigen Kompression der Mittelgruppe der Fäden 13 und der vollständigen Übertragung der Energie durch das Pufferelement hindurch« Der Wert des kinetischen Energieeinganges wurde nach der bekannten Formel E * W2> bestimmt (wobei E die kinetische Energie in kg/m, W das Gewicht der Kugel iia kg und B die Fallstrecke in Metern bis zur Stelle des Anfangekontaktes mit der elastomeren Platt® ist). Die ge-.speichert» Inergi® wurde in der Weise bestimmt_p dass die Rückpralls treek® der Kugel nach des* Aufprall gemessen wurde. Die Messung basierte auf der Lage der Platte in unbelastetem Zustand nach der Fig.1· Der Wert der gespeicherten Energie wurde in der Weise berechnet, dass das Gewichg der Kugel in kg multipliziert wurde mit der Rückprallstrecke, in Meter gemessene Die von den Fäden absorbierte Energie ist die Differenz zwischen dem

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kinetischen Energieeingang und der gespeicherten Energie»

Wie aus der Tabelle zu ersehen ist, wird Energie von beiden Platten gespeichert, wobei die dickeren Platten tie größere Speicherkapazität haben. Die Dicke der· Platten darf jüdooh ni©at die in der Tabelle III angegebenen günstigsten Bsreieh® über- . schreiten, da die Platte 11. anderenfalls sich an dem Bezirk, an dem die Kraft ausgeübt wird,- verformt, wobei die fäden im Bezirk G aus der senkrechten Stellung abgelenkt werden, wie bereits beschrieben»

Tabelle IV

Pufferelement Nr,

1 O'

O ö · £ θ

Dicke der elastomeren Urethanplatte

in cm . 0,08 0,159

Fallstrecke des Gewichtes in Meter O_s366 0,7015

kinetischer Energieeingang in kg/m Q₈,84 1»59

Bückprallstrecke des Gewichtes in Meter 0>09t5 0,244

in der elastomeren Platte

gespeicherte Energie in kg/m O₈208 0,554

von den Fäden absorbierte Energie in kg/m Q₉632 I₉!

Die "vom Kopf 14 ausgeübte Kompressionskraft wird vom kumulativen Biegewiderstand der Fäden- 13 (d»h« von der kumulativen Absorption der Energie bei anfänglichen Durchbiegen) und vom Widerstand der elastomeren Platte 11 gegen eine Dehnung über den Bezirken A und B der Fäden (d.h. durch die kumulative Speicherring der Energie von der Platte) aufgezehrt_β Diese Widerstand© wirken zusammen und absorbieren fcesw» speichern im wesentlichen die gesamte Energie, die von d©r Kompx>®s@i@nskraft as Puffereleaent 10 erzeugt wird.

Obwohl in den meisten Fällen zu® Aba©rbi@ren von Itömpreseionsenergie Pufferelemente mit Fäden 13 und Fnterlageplatten 11 und 12 in den obengenannten Größen vorzuziehen sind, ao werden Jedoch in gewissen Fällen außerordentlich kleine Pufferelemente

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benötigt ζ·Β·- zum Absorbieren von sehr kleinen Vibrationen bei Präzisionsmessgeräten usw. Für diese Zwecke können Pufferelemente mit ladenlängen unter 0₉β4 em und mit elastomeren Platten mit einer Dick® von weniger als 0_?08 cm unter Verwendung von entsprechend klein bemessenen Köpfen I4 hergestellt werden. Hierbei muss beaehtit werden» dass das Sehlankheitsverhältnis der Fäden innerhalb der angegebenen Bereiche liegt. Femer muss darauf geachtet w©rden_f dass die Dicke der elastomeren Platte, auf die die Kompreseionskraft einwirkt, ein® feste Verankerung der Fäden ermöglicht. Andererseits darf diese Platte nicht so dick sein, dass die. Fäden im Bezirk C aus den senkrechten Stellung abgelenkt w©rd@n„ wenn die Kompressionskraft wirksam wird.

Untersuchungen haben ergeben, dass Pufferelemente in der Ausführung nach den Figuren 1-3 höchst wirksam sind bei der Absortierung von Kräften im Bereich von 0,7 bis mehr als 63 kg/cm Versuche zum Bestimmen der durch verschiede Pufferelemente hindurch Übertragenen Vibrationsenergie ergaben eine ausgezeichnete Dämpfungskapazität. Die Puffer©!emente wurden der Einwirkung einer Btsehleunigungsbelastung unter Verwendung eines 6,3 kg schweren Lufthammers ausgesetzt» der einen nicht isolierten Bezugs tisch mit einer Kraft von 12 Gs (mit einem Beschleunigungsmesser gemessen) beschleunigen konnte· Zwischen Hammer und Tisch wurden Puffereleaente eingeführt„ deren Köpfe einen Durchmesser zwischen 10? 16 und 2O₈,32 cm aufwiesen, wobei die auf den !Tisch übertragenen Beschleunigungspeg^l auf Pegel im Bereich von 0₈3 bis 1,5 Gs herabgesetzt wurden.

Ein weiterer Vorzug der Erfindung ist darin zu sehen, dass die dünne säulenartige Struktur der Fäden 13 eine Strömung von Kühlmitteln und Luft unbehindert zwischen den Platten 11 und 12 zulässt. Me Luftzirkulation wird auBerdem durch die Hin- und Herbewegung der Platte 11 unter der Einwirkung der Kompresaionskraft gefördert. Bei dieser Hin- und Herbewegung der Platte 11 wird Luft durch die säulenartige Struktur gepumpt. Wird eine weiter® Kühlung benötigt, so können diaroh die Hin- und Herbewegung flüssige Kühlmittel durch die Struktur gepumpt werden.

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Die Verwendung eines Kopfes 14 kann in gewissen fällen nicht durchführ-bar sein, so dass die eine elastomere Platte mit einem konvexen Umriss versehen wird, wie in den Figuren 4-7 dargestellt , so dass die Kompressionskraft von einem ebenen Kopf anstelle eines gewölbten Kopfes auf das Pufferelement direkt ausgeübt wird.

■ Bei dieser, als Ganzes Bit 10a bezeichneten Ausführung der Pufferelemente ist die elastomere Platte 11 mit einem konvexen Umriss versehen, während die Platte 12a eben ausgestaltet ist. Die Fäden 13a sind Bit verschiedenen Längen zure eingeschnitten und verlaufen senkrecht zur Platte 12a» so dass die längsten Jaden β loh unter dem Scheitet der Platte 11a befinden, während die Kürzeren Jaden sich an den Kanten des Pufferelementes befinden. Wenn gewünscht, kommen die Platten 11a und 12 a einstückig Bit einer elastoaeren Umhüllung f5 hergestellt werden, die die Fäden 13a vollständig umschließt· Für die physikalischen Eigenschaften der elastomeren Platte 11a und der Fäden 13a werden im wesentlichen die gleichen Werte gewählt wie bei der Ausführung nach den Figuren 1 - 3» obwohl die Fäden in jedem Pufferelement eine verschiedene Länge aufweisen können, wobei deren Biegtwiderstände dementsprechend berechnet werden. Bei der Herstellung der Pufferelement« 10« werden &a besten Fäden mit den gleichen Durchmesser verwendet. Xa gewissen Fällen können Jtdoch auoh Fäden Bit unterschiedlichen SurehBessern verwendet werden. ,Beispielsweise kennen die längeren Fäden 13a unter dem Scheitel der Ixümsnmg der Platte 11* einen größeren Durchmesser aufweisen als die klirseren Fäden an den entgegengesetzten -Xanten des Pufferelementes.

Bei dem in der Fig·5 dargestellten Pufferelement wird di® presslonskraft von elftem ebenen Kopf 14a ausgeübt, der direkt gegen die gegenüberstehende konvexe Außenseite der Platt® 11« gepresst wird, lach der ?igo5 ist die Oberfläche des ebenen Kopfes 14a im wesentlichen gleich der I&nge und Breite des Pufferelementes 1Oa₉ so dass Sie Kompressionskraft zugleich am gesamten Pufferelement ausgeübt wird. Wenn die Kompressionskraft den Kopf 14a gegen die Basis des Pufferelementes presst, so wird die Platte 11a zusammengedrückt und nimmt einen vom konvexen

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Umriss abweichenden Umriss an. Unter der Einwirkung der Kompressionskraft wird die Platte 11a wellig und bildet einen sinusförmigen Umriss, der die Verformung kompensiert. Die von der Klammer A umfassten Fäden 13a haben sich durchgebogen und einen Teil der Energie bei der Anfangs ab weichung von der senkrechten Stellung in bezug auf die Platte 12a und der anliegenden Seite des Kopfes 14a absorbiert. Wie aus einem Vergleich der beiden Figuren 4 und 5 mit einander zu ersehen ist, befinden sich die längeren Fäden im Bezirk der Klammer A direkt unter dem Scheitel der Platte 11a und biegen sich zuerst durch. Das Durchbiegen setzt sich fort in Sichtung zu den entgegengesetzten Kanten des Pufferelementes 10a, da die kürzeren Fäden anfangs der Kompressionskraft einen Widerstand entgegensetzen, sich später jedoch durchbiegen. Nachdem die im Bezirk A gelegenen Fäden sich gebogen haben, wird die Platte 11a über diesen Fäden vom Kopf 14a zusammengepresst. Während des Zusammenpressen wird die Platte 11a zum sinuförmigen Umriss nach der Fig.5 verformt, wobei ein Kontinuum entgegengesetzter belasteter Bezirke erzeugt wird, die einen Teil der von der Kompressionskraft ausgeübten Energie speichern, wobei die Platte 11a nach Aufhebung der Kraft in den normalen konvexen Umriss zurückkehrt. Wie bei den Pufferr elementen nach den Figuren 1-3 setzen einige der Fäden im Bezirk B den Widerstand fort, während andere Fäden sich durchzubiegen beginnen und die von der Kompressionskraft ausgeübte Energie absorbieren. Die innerhalb des von der Klammer C umfassten Bezirks befindlichen Fäden verbleiben in der senkrechten Stellung und setzen der Verformung der Platte 11a einen Widerstand entgegen.

Die Fig.6 zeigt ein Pufferelement 10a, das von einem rechteckigen ebenen Kopf 14b zusammengepresst wird, wobei jedoch nur ein Teil des Puffereiementes in der Querrichtung zusammengepresst wird zum Unterschied gegen die Ausübung einer Kompressions kraft durch einen Ebenen Kopf 14a, wie soeben beschrieben. Die direkt unter dem ebenen Kopf 14b gelegenen Fäden 13a wirken in derselben Weise, wie bereits in Verbindung mit der Fig.5 beschrieben. Bei der Verformung der Platte 11a erfolgt jedoch keine wesentliche Y/ellenbildung,

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Aus der Fig.6 ist zu ersehen, dass ein Teil der Fäden 13a im Bezirk A den Fäden in der Fig.5 gleicht. Alle im Bezirk A gelegenen Fäden haben sich unter der Einwirkung der Kompressionakraft durchgebogen. Einige Fäden in dem von der Klammer B umfassten Bezirk nahe am Bezirk A befinden sich im Anfangszustand des Durchbiegens und absorbieren Energie, während andere Fäden in der senkrechten Stellung verbleiben und der Kraft weiterhin einen Widerstand entgegensetzen. Die Fäden in dem von der Klammer 0 umfassten Bezirk setzender Verformung der Platte 11a einen Widerstand entgegen. Die Platte 11a dehnt sich an den Längskanten des ebenen Kopfes 14b, und die Fäden im Bezirk A (Fig.6) speichern die von der Kraft ausgeübte Energie. Hört die Kraft auf zu wirken, so kehrt die gdehnte Platte 11a zum normalen konvexen Umriss zurück. Wie beiden Ausführungen nach den Figuren 1- und 3 beschrieben, darf die Dicke der Platte 11a bei den Ausführungsformen nach den Figuren 4-6 die in der Tabelle III angegebenen Werte nicht wesentlich überschreiten, damit eine unzulässige Desorientierung der Fäden im Bezirk C vermieden wird.

Die Pufferelemente 10 und 10a können ohne Schwierigkeiten an einer dauerhaften Unterlage, wie an den Wandungen und Ecken von Gebäuden, Laderampen usw_e oder an den Wandungen und Türbezirken von Lastfahrzeugen angebracht werden. Die Fig,7 zeigt einen Abschnitt eines Pufferelementes, der an einem Betonsockel 16 angebracht ist. Wenn gewünscht., kann .die Platte 12a weggelassen werden, wobei die Fäden 13a auf geeignete Weise an der Unterlage 16 direkt befestigt werden, wobei die Länge der freien Enden der Fäden so bemessen wird, dass ,sie innerhalb der angegebenen Längenbereiche liegt. Ferner kann ein Pufferelement 10 mit einem quadratischen Kopf vorgesehen werden, daa direkt über der Unterlage 16 hergestellt wird. Die Fäden 13 werden, zuerst an einer elastomeren Platte 11 befestigt, wonach ein selbsttätig aushärtendes Harz mit einem geeigneten Bindemittel als eine Schicht auf die Oberseite der Unterlage 16 aufgetragen wird, in welche Schicht die. freien Enden der Fäden der Platte 11 eingebettet werden, bia das Material sieh verfestigt hat.

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Die erfindungsgemäßen Pufferelemente sind vielseitig verwendbar. Sie können als Massenprodukt in fortlaufenden Bändern hergestellt und zu großen Rollen zusammengerollt oder in einzelne Stücke zum Lagern zureeingeschnitten werden. Aus diesen Stücken ΊεοΏχιβη dann einzelne Pufferelemente in der gewünschten Größe zugeschnitten v/erden. Die luff er elemente weisen keine metallischen oder mechanischen Teile auf und sind elektrisch nichtleitend.

Me Pufferelemente können zum Absorbieren von Titrationen schwerer Maschinen benutzt werden sowie zum Absorbieren von Vibrationsbewegungen einzelner Maschinenteile, wie Yiellenkupp— lungen. Die Pufferelemente können mit einer Unterlage verbunden werden und wirken dann als Puffer oder stoßabsorbierende Kittel bei lastwagen, an Laderampen, Ladeeinrichtungen, Bootsanlagestegen, Autogaragen, als Sicherheitspolster in Kraftfahrzeugen usw. Die Pufferelemente nach der .Erfindung sind auch von Nutzen als Matten für Karate und Judokämpfe, bei denen eine feste

— nur

ebene .Fläche benötigt wird, die sicri unter der Einwirkung der Ellenbogen, Kniee und Köpfe der Kämpfer verformt, welche Körperteile im vorliegenden Falle als auadratischer Kopf wirken. Das erfindungsgemäße Pufferelement kann auch als Polster zum Abfangen des Rückstoßes von Feuerwaffen benutzt werden.

Die oben beschriebenen Beispiele stellen nur einige Verwendungsmöglichkeiten der Erfindung dar»

Patentansprüche

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Claims (6)

1. Patentansprüche

   Kompressionsabsorbierendes Bauelement (10), gekennzeichnet durch zwei dünne Platten (11 und 12), die mit Abstand von . einander angeordnet sind, von denen mindestens eine Platte elastisch und dehnbar ist und ein Bindringen unter Dehnung in Richtung zur anderen Platte (12) in fortschreitenden Teilen des öberflächenbezirks der dehnbaren Platte (11) bis zu einer bestimmten Tiefe zulässt, und dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Platten (11 und 12) durch eine Vielzahl von Fäden (13) mit einander verbunden sind, die an den Enden mit den genannten Platten verbunden sind und im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche mindestens einer der Platten (11 und 12) Verlaufen.
2. 2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Platten (11 und 12) eine Dicke von 0,8 bis 3,2 mm aufweisen, dass die eine Platte (11) einen Elastizitätsmodul von 2,4ΐ bis 2,47 x 10 g/cm aufweist, und dass die Länge der Fäden (13) mindestens 7 mm und der Durchmesser der fäden, mindestens 0,13 mm beträgt.
3. 3. Bauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden (13) einen Biegewiderstand von 0,14 bis 354 Gramm pro Faden aufweisen..
4. 4. Bauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dehnbare Platte (ti) bis zu 20?ί unter der Einwirkung des depressiven Eindringens gedehnt wird.
5. 5. Bauelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden (13) ein Schlankheitsverhältnis von 80 bis 800 aufweisen.

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6. 6. Energieabsorbierende Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen quadratischen Kopf (H) der auf das Bauelement (10) eine Kompressionskraft ausübt.

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