DE2104980A1

DE2104980A1 - Schwingungs und Stoßdampfer

Info

Publication number: DE2104980A1
Application number: DE19712104980
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-02-03
Filing date: 1971-02-03
Publication date: 1971-08-12
Also published as: US3738633A; FR2090411A5

Description

Andre Lucien PIWEAU, 12, rue de Bearn, 92 Saint-Gloud,

Frankreich

·- und Stoßdämpfer

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schwingung;:;- und Stoßdämpfung zwischen zwei Rahmen oder Bauteilen.

Es sind bereits Vorrichtungen zur Stoß- und Schwin p:un_t'.sd&mpfunp; bekennt, die im wesentlichen ein metallischen Gehäuse besitzen, in welchem ein Kolben, eine auf dem Boden des Gehäuses aufliegende, verformbare Membran, die sogenannte Tragrneinbran, und eine zweite verformbar© Membran, die sogenannte Gegenmembran, vor^eyohen ist, dia entweder an dom Kolben .insbesondere durch Haftung befestigt ist oder durch diesen mit der Trapwcmbran in Berührung gehalten vdrd oder am oberen Teil des Gehäuses

befestigt

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befestigt ist, wobei sich der Kolben zwischen den beiden Membranen befindet.

Mindestens eine der beiden Membranen, beispielsweise die Tragmembran, ist glockenförmig ausgebildet.

Die Tragmembran ist im allgemeinen an ihrem Umfang am Boden des Gehäuses befestigt.

Derartige Schwingungsdämpfer sind insbesondere in den französischen Patentschriften 1 3o2 531 und 1 492 2Ί1 beschrieben.

Eine derartige Vorrichtung bewirkt eine starke Dämpfung von Stoßen und Schwingungen. Die Dämpfung wird hierbei hauptsächlich durch die mechanische Verformungsarbeit der beiden Membranen sowie durch die innere molekulare Arbeit der zur Herstellung derartiger Bauteile benutzten Elastomermischungen mit hoher Hysteresis bewirkb.

Da jedoch das Belastungsvermögen eines derartigen Schwingungsdämpfers durch die Abmessungen der Tragmembran und die Beschaffenheit der Elastomere, aus denen sie zusammengesetzt ist, bestimmt wird, kann der für einen bestimmten Schwingungsdämpfertyp zulässige Belastungnbereich für manche Verwendungszwecke zu klein sein. In solchen Fällen müssen entweder die Schwingungsdämpfer gewechselt v/erden oder man muß sich mit weniger befriedigenden Ergebnissen begnügen.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile durch Schaffung eines Schwingungsdämpfer^ zu vermeiden, der eine wirksame Filtrierung der Schwingungen und gleichzeitig eine im gewünschten Maß progressive Dämpfunp.; der star

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ken Stöße in einem großen zulässigen Belastungsbereich bewirkt.

Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Stoß- und Schwingungsdämpfung zwischen zwei Bauteilen, wie Rahmen oder Werkstücken, bestehend aus einem an einem der Bauteile befestigbaren Gehäuse, in welches eine auf dem Gehäuseboden aufliegende elastische Membran, die sogenannte Tragmembran, eine zweite elastische Membran, die sogenannte Gegenmenibran, und ein mit diesen beiden Membranen zusammenwirkender, an dem anderen Bauteil befestigbarer Kolben eingesetzt sind, gekennzeichnet durch mindestens eine zusätzliche elastische Membran, die an ihrem Umfang versteift ist und in dem Gehäuse zwischen der Tragmembran und der Gegenmembran verschiebbar angeordnet'ist.

Ein besonderes Merkmal der Erfinduno: besteht darin, daß die zusätzliche Membran an ihrem Umfang an einem in dem Gehäuse verschiebbaren Einsatzstück befestigt ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. Auf dieser Zeichnung zeigen:

Fig. 1 und 2 axiale Schnitte durch zwei Ausführungsformen des erfin. dungs gemäßen Schwingungdämpfers mit einer Zwischenraeabran.

Fig. 3 einen axialen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen »Schwingungsdämpfer mit zwei Zwischenmerabranen.

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Fig. 4- einen axialen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer mit zwei Einsatzstücken.

1 zeigt einen zwischen zwei Rahmen 1 und 2 vorgesehenen Schwingungsdämpfer, der die Aufgabe hat, die von einem Rahmen auf den anderen übertragenen Stöße und Schwingungen abzuschwächen. Der Schwingungsdämpfer besteht aus einem metallischen repreßten bzw. gezogenen Gehäuse 3 von im wesentlichen zylindrischer Form, das an einen Sockel 4- angeschraubt, angenietet oder durch Falzen befestigt ist.

Der Sockel 4- ist seinerseits mit Schrauben 5 an dem Rahmen 1 befestigt. In Nähe des Sockels 4- besitzt das Gehäuse an seinem Umfang einen abgerundeten Teil 6.

In das Gehäuse 3 ist eine glockenförmige, elastische liembran 7» die sogenannte Tragmembran, so eingesetzt, daß ihr Scheitel mit dem Sockel 4· in Berührung steht.

Die Membran 7 ist an ihrem Rand an einem ringförmigen Einsatzstück 8 aus Kunststoff, beispielsweise Nylon, befestigt, das in dem Gehäuse 3 verschiebbar ist. Zu dies·'en; Zweck wird die Membran 7 durch Verklemmen odor Verkleben in einer Nut 9 gehalten, die in der dem Sockel 4 gegenüberliegenden Seite des ringförmigen Einsatzßtücks 8 vorgesehen ist. Zur Erhöhung seiner Festigkeit kynn dar. Einsatastück 8 in seinem mittleren Tej 1 mit einer Querwand versehen sein, die eine Bohrung geringen Darochnieneurn besitzt, so daß die in dem Gehäuse befindliche Luft nicht bei den Bewegungen des Ein.satzstückes verdichtet werden kann.

In der entgegengesetzten Seite des Einsätz^tücküR 8 ist eine zweite Nut 1o vorgesehen, die ähnlich wie die err>te

Nut 109833/U27

ORIGINAL

Nut ausgebildet ist und in die auf dieselbe Weise der Eand einer elastischen Zwischenmembran 11 eingesetzt ist, deren Scheitel mit der aus einem Elastomer bestehenden Verkleidung 12 eines Kolbens 13 in Berührung steht. Die Kolbenstange 14 dieses Kolbens 13 durchquert das Gehäuse 3 in einer Bohrung 15 und ist an ihrem dem Kolben 13 entgegengesetzten Ende mit einem Beschlagteil 16 versehen, das mit Schrauben 17 an dem Rahmen 2 befestigt ist. Der Werkstoff der Verkleidung 12 des Kolbens 13 bildet die Gegenmembran des Scnwingungedämpfers.

Die Membranen 7 und 11 sind mit einer oder mehreren Bohrungen 18 geringen Durchmessers versehen. In der Seitenwandung; des Gehäuses 3 sind ferner Öffnungen 19 vorgesehen, die das Innere des Schwingungsdämpfer·:-} mit der Außen luft verbinden und somit jede pneumatische Beeinflussung seines Betriebs verhindern.

Bekanntlich ist die Wirksamkeit bekannter Schwingungsdämp fer eng mit der genauen Anpassung der iPragmembran an die von ihr auszuhaltende Belastung verbunden.

Die Druckfestigkeit der Membran unter der Nennbelastung des Schwingungsdämpfers muß zweckmäßigerweise so gewählt werden, daß sie in dem Abschnitt der Kurve der statischen Biegung liegt, dessen Tangente mit der Abszisse den klein sten Winkel bildet.

Diesem Kurvenabschnitt entspricht ein bestimmter BeIastungsbereich, außerhalb dessen keine optimale Dämpfung mehr bewirkt wird.

Dieses Problem wird bei dem erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer durch eine entsprechende Einstellung der Druckfestigkeiten 109833/1427

stigkeiten der zu seiner Herstellung benutzton Membranen auf wirksame Weise gelöst.

Bei dem auf Fig. 1 dargestellten Schwingungsdämpfer ist die Druckfestigkeit der Membran 11 so gewählt, daß sie der kleinsten Belastung entspricht, die der Schwin r^ungodämpfer bei seinem Betrieb aufzunehmen hat.

Die Druckfestigkeit der Tragmembran 7 ist so gewählt, daß sie am p;ünstigsten unter einer Belastung arbeitet, die die Kapazität der Membran 11 übersteigt.

Fig. 2 zeigt einen gegenüber der Ausführunf-sform von Fig. 1 abgewandelten Schwingungsdämpfer, der eine Tr^-- membran 7& besitzt, die nicht mit ihrem Scheitel, sondern mit ihrem Rand auf dem Sockel 4 auflief.:,. Der abgerundete Teil 6 des Gehäuses 3 begünstigt hi erb si die Verklemmung des Randes der Membran 7a·

Das Einsatzstück 8a ist scheibenförmig und ißt nur mit einer einzigen ringförmigen Nut 1oa versehen, die zur Aufnahme der elastischen Zwischenmembran 11 dient. Die dem Sockel 4- zugewandte Seite des Einsatzatückes ist eben, so daß es sich an dem Scheitel der Tragnembran 7a abstützen kann.

Der auf Fig. 3 dargestellte Schwingungsdämpfer besitzt zwei Zwischenmembranen.

Dieser Schwingungsdämpfer ist ähnlich wie der auf Fi.\-. dargestellte Schwingungsdämpfer aufgebaut. Die Aufgabe der Tragmembran wird hierbei nicht von der Membran 7·, sondern von einer zusätzlicher! glockenförmigen Membran erfüllt, die in das Gehäuse 35 ähnlich wie die

bran 109833/U27

—^r7—

bran 7 a des auf Pig. 2 dargestellten Schwingungsdämpfers eingebaut ist. Bei dieser abgewandelten Ausfünrunp;s£orm sind die Membranen 7 und 11 mit ihren Rändern an dem ringförmigen Einsatzstück 8 befestigt und machen dessen Bewerbungen mit, während die Membranen 7 und 2o mit ihren Scheiteln aneinanderliegen.

Fig. H seift einen Schwingungsdämpfer mit zv.'ei ringförmigen Einsatzstücken und drei Zwischenmembranen.

Hierbei sind zwei elastische glockenförmige Membranen 21 und 22 in einem ringförmigen Einsatzstück 25 befestigt, das in einem Teil 24 des Gehäuses 25 verschiebbar angeordnet ist.

Die Tragmembran 21 liegt mit ihrem Scheitel auf dem Sokkel 26 auf. Der Scheitel der Membran 22 ist mit einer dritten Membran 26 in Berührung, die an einem ringförmigen Einsatzstück 27 befestigt ist. Dieses ringförmige Einsatzstück 27 ist in einem engeren Teil 28 des Gehäuses 25 verschiebbar.

An der entgegengesetzten Seite dec Einsatzstückes 27 ist eine vierte Membran 29 befestigt, die mit dem Kolben 3o des Schvingimgcdämpfers in Berührung steht.

Aufgrund der abgestuften Form des Gehäuses 2> können in seinem oberen Teil Membranen 21 und 22 von größerem Durchmeüser und größerer Dicke eingesetzt werden, die stärkere Belastungen als die Membranen 26 und 27 tragen können.

Für manche Verwendung!?zwecke kann das Gehäuse jedoch auch, oinen über seine gesamte Länge konstanten Querschnitt aufweisen und mehrere Einsatzstück^ desselben Durchmessers enthalten,

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halten, die jeweils mit zwei Zwischenmembranen versehen sind. Diese Zwischenmembranen können gleich ausgebildet sein oder Druckfestip;keiten aufweisen, die in der Richtung ansteigen, in welcher der Schwingungsdämpfer stufenweise immer stärker v/erdende Belastungen tragen soll.

Wenn gleiche Membranen benutzt werden, dient der Schwingungsdämpfer für einen Betrieb unter konstanter Belasten ,<■■:„

Wenn die Druckfestigkeit der Membranen progressiv zunimmt, kann der Schwingungsdämpfer unter progressiv zunehmender Belastung arbeiten.

In "beiden Fällen kann auf diese Weise ein Gchwin^u.nrL-äeiq^- fer mit langem Hub gebildet v/erden.

Der auf 5"ig. 1 dargestellte Schwingungsdämpfer arbeitet folgendermaßen: V/enn die Kolbenstange 15 den Schwingung?— dämpfers über den Rahmen 2 mit einer Last m belastet wird, die mit der Druckfestigkeit der Membran 11 vereinbar ist, so arbeitet diese unter den günstigsten Bedingungen und bewirkt eine optimale Dämpfung.

Da die Membran 7 hierbei nur schwach beansprucht wird, bewirkt sie nur eine zusätzliche, gegenüber der der Membran 11 unbedeutende Dämpfunp:. V/enn die Belastung der Kolbenstange 15 zunimmt und beispielsweise auf 2 m übergeht, arbeitet die Membran 11 unter weniger guten Bedingungen, während die Wirksamkeit der Membran 7 zunimmt.

Bei einer höheren Last von beispielsweise ~$ m bewirkt die Membran 7 <3.ie normale, dieser Belastung entsprechende Dämpfung, während die Membran 11 nur mehr eine zusätzliche Dämpfung bewirkt.

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Auf diese Weise erreicht man eine hervorragende Dämpfungskurve für einen sehr weiten Belastungsbereich, was bei einem bekannten Schwingungsdämpfer nicht möglich ist.

Dasselbe gilt für den auf Fig. 3 dargestellten Schwingungsdämpfer mit drei Membranen oder für jede andere Abwandlung des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers.

Bei Verwendung eines Schwingungsdämpfers mit einem ringförmigen Einsatzstück mit zwei gleichen Membranen erhält man ein Ergebnis, das der Reiheschaltung von zwei Schwingungsdämpfern bekannter Ausführung entspricht.

Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, daß die Resonanzfrequenz des Schviingungsdärnpfers verringert wird, und daß der mögliche Hub des Kolbens des Schv.'inramgsdämpfers vor Anschlag erhöht wird, was einen höheren Energieaufwand bei der Komprimierung zuläßt und somit eine bes sere Absorption der Stöße bewirkt.

Bei Verwendung eines Schwingungsdämpfers mit drei Membranen verrinp;ert sich die Resonanzfrequenz noch mehr und nimmt die Stoßabsorptionsfähigkeit noch mehr ζυ.. Hierbei vergrößert sich auch der zulässige Belastungsbereich, so daß ein derartiger Schwingungsdämpfer wirksam in einem sehr weiten Bereich einsetzbar ist.

Pat ent ans prüc h e

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Claims

-1ο-Patentans prüche;

ίΐ J Vorrichtung: zur Stoß- und Schwingungsdämpfung zwischen zv;ei Bauteilen, wie Rahmen oder Werkstücken, bestehend aus einem an einem der Bauteile befestigbaren Gehäuse, in welches eine auf dem Gehäuseboden aufliegende elastisciie Membran, die sogenannte Tragmernbran, eine zv/eite elastische Membran, die sogenannte Gegenmembran, und ein mit dies en beiden Membranen zusammenwirkender, an dem anderen Bauteil befestigbarer Kolben eingesetzt sind, gekennzeichnet durch mindestens eine zusätzliche elastische Membran (I'¹), die au ihrem Umfang versteift ist und in dem Gehäuse (3) zwischen der Tragmembran (7) und der Gegenmembran (12) verschiebbar angeordnet ist.
2. Vorrichtunp,; nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Membran (11) mit ihrem Umfang an einem Einsatzstück (8,8a) befestigt ist, das in dem Gehäuse verschiebbar angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitel der Trag'membran (7) mit dem Boden ei es Gehäuses (3) in Berührung ist, und daß der Umfang dor zusätzlichen Membran (11) mit dem Umfang der Tracmembran (7) fest verbunden ist.
4-, Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Tragmembran (7) und die zusätzliche Kenbrnii (11) an dem Einsatzstück (8) befestigt sind, und daß siemit ihrem Umfang in in den beiden Seiten de.s Einsati'sl.ükkes (8) vorgesehene Nuten (9»1o) eingesetzt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß da« Einsatzstück (8) aus einen Ring besteht.

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BAOORfGINAL
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang der Tragmembran (7a) mit dem Boden des Gehäusen (3) in Berührung ist, und daß das Einsatzstück (8a) aur. einer Scheibe steht, deren ebene Seite auf dem Scheite] der Tragmembran (7a) aufliegt und deren andere Seite eine Nut aufweist, in welche der Umfang der zusätzlichen Membran (11) eingesetzt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang der Tragmembran (2o) mit dem Boden des Gehäuses in Berührung ist, und daß das Einsatzstück (8) aus einem Ring besteht, der an jeder seiner Seiten eine Nut

(9.10) aufweist, in der jeweils eine zusätzliche Membran

(7.11) mit ihrem Umfang befestigt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (25) mehrere Einsatzstücke (23,27) enthält, die jeweils ein Paar von Membranen (21,22; 26,29) tragen.

9- Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzstücke (23,27) gleiche Querschnitte aufweisen, wobei das Gehäuse (25) einen konstanten Querschnitt besitzt,oder verschiedene Querschnitte aufweinen, wobei das Gehäuse eine abgestufte Form besitzt.

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ι Α-,

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