DE2105447C2

DE2105447C2 - Dämpfungselement

Info

Publication number: DE2105447C2
Application number: DE2105447A
Authority: DE
Inventors: James Sutton Conway Mass. Hardigg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-02-05
Filing date: 1971-02-05
Publication date: 1981-12-17
Also published as: NL7101491A; GB1283673A; DE2105447A1; US3690540A; FR2080464A5; CA962974A; JPS5529302B1; SE361721B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Dämpfungselement in Form eines elastisch federnden hohlen Ringkörpers.

Es handelt sich dabei um einen Gegenstand, der im wesentlichen, aber keinesfalls ausschließlich in Verbindung mit Verpackungsbehältern zur stoßgeschützten Lagerung bzw. zum Transport zerbrechlicher oder empfindlicher Maschinen, Geräte, elektronischer Bauteile u. dgl. dienen soll.

Bekannte Dämpfungselemente (GB-PS 8 32 101 bzw. US-PS 32 83 988) bestehen aus einzelnen oder zu Platten zusammengefügten Blöcken aus Kunststoffschaum oder einem ähnlichen federnd elastischen Kunststoffmatcrial. Teilweise weisen sie auch öffnungen auf, die in Richtung der zu erwartenden Stöße ausgebildet sind. Damit werden die Verformbarkeit erleichtert und die Dämpfungswirkung erhöht. Soweit die einzelnen Blöcke zusammengefügt sind, sind sie auf eine flexible Platte im Abstand zueinander aufgebracht, so daß zwischen den Blöcken Gelenke entstehen. Wenn

ίο auch derartige Dämpfungselemente in vielen Fällen ihren Zweck erfüllen mögen, so ergeben sich doch vielfach Schwierigkeiten, da bei diesen Ausbildungen Tragfähigkeit und ausreichende Dämpfung von Stoßen und Schwingungen nicht immer aufeinander abgestimmt werden können.

Bei oinem anderen bekannten Dämpfungselement (US-PS 25 35 080) sind zwei Ringe aus einem elastisch federnden Material zwischen zwei Metallplatten fest eingespannt, so daß ein nachgiebig verformbarer hohler Ringkörper entsteht, dessen obere und untere Stirnwände durch die Metallplatten gebildet werden. Sowohl der innenraum zwischen den beiden Ringen als auch der Raum innerhalb des Innenrings sind mit Gas oder einer Flüssigkeit gefüllt, wobei die beiden Räume über Dämpfungskanäle miteinander verbunden sind. Die Dämpfung und die Rückstellung werden dabei durch die unterschiedliche Größe dieser Räume gesteuert. Bei diesem bekannten Dämpfungselement ist nun einerseits die Herstellung nicht gerade einfach, da das Einspannen der Ringe zwischen die Metallplatten eine Reihe von Arbeitsgängen erfordert, und andererseits ist die Verwendungsmöglichkeit auch im wesentlichen auf reine Schwingungsdämpfung und auf Fälle begrenzt, bei denen das Gewicht ohne Bedeutung ist.

Ein weiteres bekanntes Dämpfungselement (DE-Gbm 17 72 785) besteht aus einem in etwa kugelförmigen Hohlkörper aus einem elastisch federnden Material, an dessen Ringfläche öffnungen vorgesehen sind, die als Dämpfungsöffnungen wirken. Die Tragfähigkeit ist nicht sehr bedeutend, wenn eine merkliche Dämpfung von Stoßen und Schwingungen erzielt werden soll.

Schließlich ist auch ein Federelement bekannt (DE-PS 8 37 342), das aus einem elastisch federnden hohlen Ringkörper besteht. Da notwendig jedes Federelement auch durch die Verformungsarbeit jeden auftreffenden Stoß dämpft, könnte dieses bekannte Federelement auch als Dämpfungselement eingesetzt werden. Eine Ausführungsform dieses bekannten Federelements weist nun die Form eines elastisch federnden hohlen Ringkörpers auf, der in sich völlig geschlossen ist und in den zur Einstellung seiner Charakteristik Luft eingepreßt ist. Der Innenraum des Rings ist frei. Um eine ausreichende statische Stabilität zu erreichen, sind mehr oder minder formsteife Verstärkungseleinente vorgesehen. Damit wird aber die Herstellung erschwert. Ein Einsatz als reines Dämpfungselement ist auch durch die Schwierigkeit der Befestigung einzelner Ringkörper an verschiedenen genau einzuhaltenden Stellen behindert.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen derartigen elastisch federnden hohlen Ringkörper so auszugestalten, daß er bei leichter Herstellbarkeit und guter Steifheit als Dämpfungselement universell einsetzbar und als solches leicht montierbar ist.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. mit denen des Anspruchs 7 gelöst.

Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteran-

Sprüchen festgelegt

Der Gegenstand der Erfindung läßt sich durch jedes übliche Warmformverfahren herstellen. Als besonders geeignet hat sich das Blasverfahren erwiesen, da es ohne Schwierigkeit für die Massenproduktion geeignet ist Zur leichten Herstellbarkeit trägt auch bei, daß es sich um einen einfachen Hohlkörper handelt, der lediglich in seinem inneren Raum eine konzentrisch zum Ringkörper verlaufende Verbindungswand aufweist. Die Auswahl des zu verwendenden Materials, die Wahl der Wandstärke und die Größe der Dämpfungsöffnung ermöglichen eine Abstimmung auf jeden nur möglichen Verwendungszweck. Die Verbindungswand erhöht einerseits die Steifheit und ermöglicht andererseits eine einfache Verbindung mit dem Stützglied, das auch wesentlich zur Erhöhung der Stabilität beiträgt Dieses Stützglied, das als ebene Platte ausgebildet ist ermöglicht ein einfaches Festlegen des Dämpfungselements an fast allen nur denkbaren Plätzen, wobei dann dieses Stützglied für besondere Fälle ohne Schwierigkeit auch noch andere Formen aufweisen kann.

Geht man von einem Einsatz für den Schutz von empfindlichen Gütern bei der Lagerung ozw. beim Versand aus, so ist im Gegensatz zu den hier bisher verwendeten Dämpfungselementen aus einem elastischen Werkstoff, wie z. B. Schaumstoff, ein wesentlich besserer Pufferfaktor zu erzielen, und zwar sowohl bezüglich der statischen als auch der dynamischen Eigenschaften. Der Gegenstand der Erfindung besitzt eine beträchtliche Widerstandsfähigkeit gegen Druckkräfte und eine gute Rückstellkraft nach einer Verformung.

Das Dämpfungselement kann aus einem thermoplastischen Kunststoff, wie z. B. Polyvinylchlorid, Polyurethan, Polyäthylen und Polyäthylen-Kopolymeren, hergestellt werden.

Wird das Dämpfungselement in Verbindung mit Versandbehältern verwendet, so ist die Zahl der nebeneinander einzusetzenden Elemente von der Größe des zu verpackenden Gegenstandes und der zu erwartenden Stöße abhängig.

Wie bereits erwähnt, ist die Verwendung nicht auf die Verpackung und Lagerung beschränkt Die Dämpfungselemente lassen sich auch an Eisenbahngüterwagen zur Dämpfung der beim Rangierbetrieb auftretenden Stöße verwenden. Der Einsatz in Verbindung mit Stoßstangen von Kraftfahrzeugen ist möglich. Auch Armaturenbretter von Kraftfahrzeugen lassen sich gegen Aufprall absichern. Sogar der Einsatz an Landeeinrichtungen von Hubschraubern ist möglich. Vorteilhaft wurden diese Dämpfungselemente auch in Kleinausführung zum Auspolstern von Sturzhelmen verwendet

Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung werden an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung dreier zusammengesetzter Dämpfungselemente,

F i g. 2 einen Querschnitt durch ein Dämpfungselement gemäß der Linie 2-2 in F i g. 1,

F i g. 3 eine Draufsicht auf ein Dämpfungselement nach einer anderen Ausführungsform, allerdings unter Weglassen des Stützgliedes,

Fig.4 einen Querschnitt durch das Dämpfungselement nach der Linie 4-4 in F i g. 3,

F i g. 5 eine weitere Ausführungsform in Draufsicht,

Fig. 6 einen Querschnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 5,

F i g. 7 eine Ausführungsform mit einem zusätzlichen Stützglied in perspektivischer Darstellung und

Fi g. 8 einen Querschnitt nach der Linie 8-8 in Fig. 7.

Das Dämpfungselement besteht aus einem hohlen, elastisch federnden Ringkörper 12, dessen innere Ringwand 14 in eine einstückig mit ihr ausgebildete, die zentrale öffnung des Ringkörpers 12 überdeckende und senkrecht zur Zentralachse 18 angeordnete Verbindungswand 16 übergeht. In der äußeren Ringwand 20 des Ringkörpers 12 ist eine Dämpfungsöffnung 22 vorgesehen.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, liegt bei der ersten Ausführungsform die Verbindungswand 16 in der zur Zentralachse 18 des Ringkörpers senkrechten Mittelebene.

Am Ringkörper 12 ist ein Stützglied iO durch thermisches Schweißen wie z. B. Reibungsschweißen befestigt Um die Verbindung zu erleichtern, sind an wenigstens einer seiner Stirnflächen 24 mehrere zur Zentralachse 18 konzentrische Ringnuten 26 in einem Versteifungsring vorgesehen. Beispielsweise sind fünf Ringnuten 26 gezeichnet. Doch sind natürlich auch noch mehr oder aber auch nur eine einzige Ringnut möglich. Derartige Ringnuten 26 können itch, wie in F i g. 2 dargestellt, an beiden Stirnfläche:! TA' angeordnet werden. Die Ringnuten 26 verbessern erfahrungsgemäß die Haftung zwischen dem Ringkörper 12 und dem Stützglied 10, besonders wenn diese durch Reibungsschweißen hergestellt wird.

Bei dem in F i g. 3 und 4 dargestellten Dämpfungseie-

ment liegt die Verbindungswand 16 zwar auch in einer zur Zentralachse 18 senkrechten Ebene. Diese Ebene liegt aber hier in etwa in Höhe der Stirnfläche 24 des Ringkörpers 12, also etwa tangential.

Diese Bauform empfiehlt sich für Befestigung des

Ringkörpers 12 am Stützglied 10 durch mechanische Mittel, wie Nägel, Schrauben, Nieten, Heftklammern

u. dgl., obwohl sie natürlich auch für Befestigung durch übliche Schweißverfahren verwendbar ist

Bei dem in F i g. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind an der äußeren Ringwand 20 des Ringkörpers 12 mehrere, über den Umfang 'erteilte Vorsprünge 28 angeordnet. Ein Teil dieser Vor sprünge 28 liegt in einer achsnormalen Ebene etwas oberhalb der Mittelebene, und der andere Teil der Vorsprünge liegt in einer anderen achsnormaien, etwas unterhalb der Mittelebene verlaufenden Ebene. Ein Stützglied 10 wird an der Umfangszone 30 zwischen diese beiden Reihen von Vorsprüngen 28 eingefügt. Das Stützglied 10 weist zu diesem Zweck eine kreisrunde Öffnung auf, deren Durchmesser etwa gleich dem größten Durchmesser des Ringkörpers 12 ist Die Dicke der Stützplatte bestimmt die Breite des Höhenabstands und somit die Lage der Vorsprünge 28 auf der äußeren Ringwand 20.

Bei dem in F i g. 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist am Ringkörper ein elastisches Stützglied 10, das -j. 3. sechseckig sein kann, durch übliche Reibungsschweißung befestigt. Es ist im Durchmesser etwas größer als der Ringkörper 12. Das Dämpfungselement ist nun in einem z. B. aus Wellpappe bestehenden zweiten oder Hilfs-Stützglied 32 festgelegt, das eine runde öffnung aufweist, die etwas kleiner als der Durchmesser des sechseckigen Stützgliedes und kleiner als der Durchmesser des Ringkörpers ist. Das elastische Stützglied ist so in die öffnung eingesetzt, daC der von der öffnung begrenzte Teil des Hilfs-istützgliedes 33 zwischen das erste Stützglied und die Umfangsfläche f>5 des Ringkörpers 1? eingreift. Wie aus F i g. 7 ersichtlich, ist der an die Öffnung anschließende Teil des Hilfs-Stützglieds 32 strahlenförmig eingeschnitten. Das Hilfs-Stützglied 32 kann eine Form von z. B. im

allgemeinen L-förmigem Querschnitt oder irgendeine andere Form haben und aus Wellpappe oder sonstigem Material bestehen, das sich falten und /.. B. in die in F i g. I gezeigte Form einer Ecke biegen läßt, bei der jede Seite der Ecke mit einer ähnlichen öffnung versehen ist, in die ein Dämpfungselement einfügbar ist.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen haben sich eine Reihe von GröBenverhältnissen als besonders /weckmäßig erwiesen, die teilweise auch den in der Zeichnung dargestellten Beispielen zu entnehmen iind.

Die Wandstärke des Ringkörpers ist im wesentlichen durchgehend gleich, während die Verbindungswand bis etwa die doppelte Wandstärke aufweisen kann. Das Verhältnis der Wandstärke / zum größten Durchmesser des Ringkörpers D. alsoiheträgt in etwa 0,01 bis 0.02, vorzugsweise etwa 0,012.

Das Verhältnis der Höhe des Ringkörpers zu seinem größten Durchmesser kann mit etwa 0,33 bis 0,66 gewählt werden. Weiter ist das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Verbindungswand zur Höhe des Ringkörpers mit etwa 0,25 bis 0.85 zu wählen, und das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Verbindungswand und dem größten Durchmesser des Ringkörpers soll etwa zwischen 0,16 bis 0,28 betragen. Üblicherweise empfehlen sich Ringkörper mit einem Außendurchmesser von etwa 50 mm bis 300 mm.

Bei einem anderen in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Verhältnis des Durchmessers der Verbindungswand 16 zum größten Durchmesser des Ringkörpers 12 vergrößert. Der Ringkörper gleicht dann einem durch einen Kreis erzeugten Ringkörper mehr als der in Fig. I und 2 gezeigte Ringkörper, der eine von einer Ellipse erzeugte Form

ι; besitzt und dessen Ringwände konkav bzw. konvex gewölbt sind. Diese Ausführungsform hat Dank des größeren Verhältnisses der Abmessungen günstige dynamische und statische Eigenschaften und auch ein annehmbares Rückverformungsvermögen nach Stoß

μ gezeigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dämpfungselement in Form eines elastisch federnden hohlen Ringkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer Dämpfungsöffnung (22) und mit einer von der Ringkörperinnenwand (14) einstückig ausgehenden, die zentrale öffnung überdeckenden Verbindungswand (16) versehene Ringkörper (12) mindestens an einer seiner Wände (16, 24) mit einem Stützglied (10) verbunden ist

2. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper(12) mindestens an einer seiner Stirnflächen (24) mit dem Stützglied (10) verbunden ist, wobei die Verbindungswand (16) in der zur Zentralachse (18) senkrecht verlaufenden Mittelebene des Ringkörpers angeordnet ist.

3. Dämpfungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (24) an der Verbindungsstelle mit dem Stützglied (10) mindestens eine Ringnut (26) aufweist.

4. Dämpfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (10) aus einem elastisch federnden Material besteht.

5. Dämpfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (10) so weit über seine Verbindungsstelle mit der Stirnfläche (24) des Ringkörpers (12) nach außen vorsteht, daß ein weiteres, im wesentlichen starres HilLs-tützglied (10) an einem in ihm angeordneten Ausschnitt zw^chen dem Stützglied (10) und der äußeren Ripgwand (20) des Ringkörpers (12) einklemmbar ist.

6. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (12) an der Verbindungswand (16) mit dem Stützglied (10) verbindbar ist, wobei diese Verbindungswand (16) in einer zur Zentralachse (18) senkrechten, in etwa in Höhe einer seiner Stirnwände (24) liegenden Ebene angeordnet ist.

7. Dämpfungselement in Form eines elastisch federnden hohlen Ringkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer Dämpfungsöffnung (22) und mit einer von der Ringkörperinnenwand (14) einstückig ausgehenden, die zentrale öffnung überdeckenden, in der zur Zentralachse senkrecht verlaufenden Mittelebene angeordneten Verbindungswand (16) versehene Ringkörper (12) beiderseits dieser Mittelebene an seiner äußeren Ringwand (20) zwei Reihen von Vorsprüngen (28) aufweist, zwischen die ein Stützglied (10) entlang eines in ihm vorgesehenen runden Ausschnitts einfügbar ist.