DE2162242A1 - Doppeltwirkende Dämpfungsvorrichtung mit geringem Hub und niedrigem Druck - Google Patents
Doppeltwirkende Dämpfungsvorrichtung mit geringem Hub und niedrigem DruckInfo
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Description
PATENTANWÄLTE
Dr. Andrej ewski
Dr.-Ing. Honke Dipl.-Ing. Gesthuysen
43 Essen, Theaterplalz >
Telefon 223994
Societe Nationale Industrielle Aerospatiale, in Paris (Seine)
Frankreich
Doppeltwirkende Dämpfungsvorrichtung mit geringem Hub und niedrigem
Druck·.
Der technische Sektor der Erfindung ist derjenige der hydraulischen Stossdämpfer·
Es sind Stoesdämpfer mit einem einzigen Kolben bekannt,
deren beweglicher Teil in wenigstens einem mit Abdichtungsorganen versehenen Lager geführt wird, wobei sich ein derartiger Kolben in einer
Kammer entsprechender Form bewegt· Ein Lecken, das ein Walzen einer den
genannten Kolben umspülenden Flüssigkeit unter der Einwirkung der durch die Bewegung dieses letzteren verursachten Verschiebung bewirkt, wird
entweder mit Hilfe von Klappen oder mit Hilfe einer oder mehrerer kalibrierten Offnungen oder auch durch das Spiel verwirklicht, das zwischen
dem Kolben und der Wandung der genannten Kammer vorhanden ist« Der Ausgleioh der Ausströmungen zwischen beweglichen Teilen und Lagern erfordert im allgemeinen das Vorhandensein eines Flüssigkeitsbehälter·, wo-
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durch die Anordnung schwerer und weniger betriebssicher gemacht wird·
Es sind ebenfalls Vorrichtungen vom Öl-Luftdrucktyp bekannt, die einen Kolben umfassen, der zwischen einer komprimierbaren
Flüssigkeit und einer nicht komprimierbaren Flüssigkeit schwimmt, Einkolbenvorrichtungen mit Anordnung des Walzens ausserhalb des Zylinders,
mit Leitungen und Verkleidungen für getrennte Klappen, Friktionsdämpfungevorrichtungen sowie andere, die die Kompression und die Semanenzdekompression gewisser Elastomere verwenden, und noch andere, in denen
ein Waisen der Flüssigkeit mit einer Kompressions- und Expansionswirkung
von Elastomerteilen kombiniert ist·
\
Jede der bekannten Anordnungen besitzt Nachteile· Einige
sind schwer und kompliziert und daher kostspielig in der Herstellung und
in der Verwendung; andere verwenden temperatur- und ermüdungsempfindliche Teile· Im allgemeinen ist die Betriebssicherheit der bekannten
Vorrichtungen gering, und ihre verhältnismässige Verbesserung ist nur
durch hochgenaue Bearbeitungen auf hochwertigen Werkstoffen möglich·
Die erfindungsgemässe Vorrichtung hilft derartigen Nachteilen ab·
. fungsvorrichtung mit geringem Hub und niedrigem Druck, dadurch gekennzeichnet, dass sie von einer Reihe von elementaren und vorzugsweise geradlinig hintereinander angeordneten Dämpfern gebildet wird, die von
einer selben Achse getragene Kolben besitzen, wobei jeder Kolben mit einer ihm eigenen Kammer zusammenwirkt, in welcher das Walzen einer Flüssigkeit in dem ringförmigen Baum erfolgt, der durch das Spiel zwischen
jedem Kolben und seinem speziellen Zylinder entsteht·
Bei einer vorteilhaften Ausführungsfora erscheinen die
Kolben ale abstandsgleiche Scheiben auf einer Stange, und diese Scheiben
sind von Kammern umgeben, die in halbsylindrischen, aneinanderstossenden
Schalen angeordnet sind, die ihrerseits in einem zylindrischen Mantel
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gehalten werden·
Eine derartige Einheit ist vorteilhaft mit kombinierten Organen versehen, die eine Rückgewinnung der Flüssigkeiten und einen
Ausgleich der Volumenschwankungen der verwendeten Flüssigkeit ermöglichen· Hierdurch wird eine Vorrichtung grosser Einfachheit erhalten, die
keinerlei Wartung erfordert. Sie ist sehr leicht und bietet eine hohe Betriebssicherheit*
Das Anwendungsgebiet erstreckt sich auf die Dämpfung aller linearen Verschiebungen geringer Amplitude und insbesondere auf diejenige der Schwingungen von Hubschrauber-Rotorblattern in der Drehebene
des Botore, das heisst der sogenannten Luftwiderstandsschwingungen, die
sowohl während der Anwurf- und Bremsphasen dee Rotors ale auch während dee Vorwärtefluges des Gerätes auftreten·
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielehalber erläutert·
Fig· 1 zeigt einen Längs- und Axialschnitt eines derartigen Dämpfere mit einem Ausbruch über seine Länge.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt entsprechend der Linie H-II in Fig. 1,
Fig» 3 zeigt in vergrössertem Masstab ein Detail der
Verbindungsstelle am Rand der Schalen.
In dem dargestellten Beispiel umfasst der Dämpfer einen metallischen zylindrischen Körper 1 und eine Stange 2 derselben Art,
wobei der Körper und die Stange an einem ihrer Enden mit einer Befestigung 1a oder 2a für die Übertragung und die Wiederaufnahme der zu dämpfenden Bewegungen versehen sind ; diese Befestigungsorgane sind hier in
Form von Gelenkösen verwirklicht·
einem synthetischen Plastikstoff in Form von zwei Schalen 3a und 3b verwirklicht wird, die eine halbzylindrische äussere Form aufweisen und
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entsprechend einer diametralen Ebene aneinandergefügt sind·
In diesen Schalen erscheinen im Innern abstandegleiche Trennwände 4 und aussen, auf den genannten Schalen, eine Rille, die
einen Längekanal 5 bildet.
Zwischen den Trennwänden k erscheinen zylindrische Zellen 8, und die Stange 2 trägt ihrerseits kreisförmige und ebenfalls.abstandsgleiche Scheiben 91 wobei jede Scheibe mit Spiel in einer entsprechenden Zelle derart angeordnet ist, dass sie dort einen Kolben bildet,
dessen Durchmesser kleiner ist als derjenige der genannten Zelle·
Die Führung der Stange 2 wird durch die zentralen Bereiehe der Trennwände k gewährleistet, die Halblager bilden, und jeder derart auegelegte zentrale Bereich ist mit einer Rille k& versehen, die
zwischen zwei benachbarten Zellen durch Druckverlust eine Dichtungeblende bildet·
gleich dem Aussendurchmesser der Einheit 3 ist. Sobald diese um die Stange 2 montiert und mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt ist, wird sie
in diese Bohrung eingeschoben, wo sie sich auf einen Ansatz 11) des Bodens abstützt und auf der gegenüberliegenden Seite durch eine Quetschverbindung arretiert wird, wobei die Quetschverbindung einen umgeschla-" genen Teil 1£ der Wand des Körpers 1 auf dem entsprechenden Ende der
Einheit 3 umfasst.
In der Nähe des Ansatzes 11) und der Quetschverbindung 1£
besitzen die Böden der Kanäle 5 vertiefte Teile 5a und 5b, die den Umlauf der Dämpfungsflüssigkeit ermöglichen.
Im Bereich des Eindringens der Stange 2 in den Körper 1 ist ein Dichtungsbalg 7 vorgesehen, der aus einem Elastomerstoff besteht, wobei der Balg mit einem breiten Ende über den Körper 1 und mit
einen engen Ende über die Stange 2 geschoben und der dichte Sitz durch Schellen gewährleistet wird.
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Auf dem Boden des hohlen Teiles des Körpers 1, der merklich halbkugelförmig vorgesehen ist, befindet sich eine Blase 6, die ein
Gas enthält, das somit von der Dämpfungsflüssigkeit getrennt ist.
Die von* dem Balg 71 den Kanälen 5» dem Hohlraum des Körpers 1 und der Blase 6 gebildete Einheit wird zur Rückgewinnung der eventuellen Ausströmungen der äussersten Lager der Einheit 3 und vor allem
zum Auegleich der Volumenschwankungen der Flüssigkeit verwendet, und
zwar insbesondere, wenn die Stange 2 sich in Verhältnis zu dem Körper
versohiebt.
Die Blase ist mit einem Gas wie Stickstoff merklich unter Atmosphärendruck.gefüllt. Sie kompensiert die Flussigkeitsübergaben des
Balges zum Hohlraum und umgekehrt.
Bei der Montage werden die Stange 2 und die Einheit 3 zusammengebaut und in eine Wanne getaucht, die mit der Flüssigkeit gefüllt
ist, die die Zellen 8 ausfüllen soll· Diese Stange 2 und diese Einheit 3t
die eingetaucht bleiben, werden in den mit seiner Blase 6 versehenen
Körper 1 eingeführt, der ebenfalls in diese Flüssigkeit eingetaucht und
alsdann mit dem Balg 7 versehen wird.
Sobald die Öse 2a einer Beanspruchung unterworfen wird, üben die Scheiben 9 durch ihre Verschiebung eine Walzwirkung auf die in
den Zellen 8 enthaltene Flüssigkeit zwischen der Innenwand der genannten Zellen und dem Umfang der Scheiben 9 aus. Das Spiel zwischen dieser Fläche und diesem Umfang kann zum Beispiel zwischen 0,1 und 1 mm schwanken,
und zwar entsprechend der Dämpfung, die erzielt werden soll, und der Viskosität der verwendeten Flüssigkeit· Die Anzahl der Scheiben und Zellen wird in Abhängigkeit von der Stärke der Beanspruchungen bestimmt,
•\ die die zu dämpfenden Verschiebungen bewirken«
In den Kompressionsphasen des Dämpfers wird diese Flüssigkeit von dem Balg 7 zu dem Hohlraum des Bodens des Körpers 1 durch die
Kanal· 5 Übertragen, und die Blase 6 wird zusammengedrückt. In den Aua-
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dehnungephasen entspannt sich diese Blase und erzwingt den Bücklauf der
genannten Flüssigkeit zu dem genannten Balg 7.
Die Verbindung zwischen den Schalen 3» und j$b kann durch
alle gewünschten Mittel gewährleistet werden, durch einfachen ebenen Kontakt wie in Fig. 2 gezeigt, oder durch Verbindung mit männlicher und
weiblicher Stufenfügung 3£ wie in Fig. 3 gezeigt· Andere Elemente mit
Lippen, verschiedenen Einlagen, Einfügungen, elastischen oder anderen Verriegelungen könnten verwendet werden.
Der Werkstoff der Schalen kann derjenige sein, der unter der Bezeichnung "Bilsan" bekannt ist, sowie jeder andere Kunststoff, der
P einen guten Reibungskoeffizienten oder Selbstschmierungseigenschaften
gegenüber der Stange und eine ausreichende Festigkeit bietet.
Ia Falle von zu dämpfenden Bewegungen mit geringem Hub,
zum Beispiel in der Grossenordnung des Zentimeters, bringt die Vielzahl
der von den Hohlräumen 8 und den Scheiben 9 gebildeten Dämpfungezellen
eine Herabsetzung des Druckes der Flüssigkeit in jeder Zelle und einen
guten Spielraum für die Vorhersehung bedeutender Arbeitsspiele zwischen den Scheiben und Zellen mit sich. Dieses ist ein wesentlicher Vorteil,
da die Verwirklichung dieser Vorrichtung keine Schwierigkeiten in der
Wahl der Werkstoffe und in der Präzision der Maschinenbearbeitungen aufweist·
- Ausschaltung der Dichtungsvorrichtungen zwischen gegeneinander beweglichen Teilen ; die Dichtheit zwischen benachbarten Zellen
wird durch die einfache Einpassung zwischen Lagern und Stange verwirklicht· Der Totgang, der gewöhnlich durch die Bewegung und die Elastizität
der klassischen Dichtungen in ihren Rillen verursacht wird, ist ausgeschaltet }
- Herabsetzung der Masse des Dämpfers J die Wände der Zellen, die einsein geringen Drucken unterworfen sind, können aus Kunststof-
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fen geringer Dichte hergestellt werden ;
- Wegfall des Kontaktes zwischen Kolben und Zylinder mit Ausschaltung der Abnutzungen und Korrosionen an dieser Stelle ;
- Ausschaltung der äusseren Dichtungen zwischen dem beweglichen
Teil und dem Körper des Dämpfers : diese Funktion wird von dem Balg übernommen, so dass^ier Dämpfer ein für alle Male für seine gesamte
Lebensdauer gefüllt werden kann, wobei die Abwesenheit von Leckstellen den Wegfall des Ausgleichsflüssigkeitsbehälters gestattet ;
- Permanenz der Füllung, die die Gefahren des Totganges
ausschaltet, die auf eine mangelnde Flüssigkeitszufuhr zurückzuführen wären ;
- Vereinfachung der Ausführung : da das Spiel zwischen Kolben und Zylinder grosser sein kann als bei den klassischen Lösungen,
können die Bauteile mit einer geringeren Präzision hergestellt werden. Ferner ermöglicht die Aufeinanderfolge der Zellen und Scheiben die Definierung
von Teilen mit einfachen und sich wiederholenden Formen·
Es versteht sich von selbst, dass, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, Modifikationen an den vorstehend beschriebenen
Aueführungsformen vorgenoaaen werden können.
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Claims (8)
- PATENTANSPRÜCHEI 1.yVorrichtung zur doppeltwirkenden Dämpfung mit geringer Schwingung der Bewegungen eines beweglichen Teiles im Verhältnis zu einer Abstützung für das genannte bewegliche Teil, bei der das Walzen einer Flüssigkeit eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mehrzahl von elementaren Dämpfungeorganen (8,9)ι die eine in einem gemeinsamen Körper (1) zusammengefasste Einheit (2,3) bilden, Organe zur Rückgewinnung der Ausströmungen (7) und zum Ausgleich der Volumenschwankungen (6) der genannten Flüssigkeit sowie Befestigungeorgane (2a) auf dem beweglichen Teil und auf dem Abstützpunkt (1a) dieses letzteren umfasst, . zwischen denen die Schwingungen somit gedämpft werden.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (2,3) der elementaren Dämpfungsorgane (8,9) linear in sich wiederholender Aneinanderreihung entsprechend einer gemeinsamen geradlinigen Achse (2) ausgeführt ist.
- 3· Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes elementare Dämpfungsorgan (8,9) eine zylindrische Zelle (8) mit von den Böden (k) gebildeten geschlossenen Enden und einen Kolben (9) umfaset, der fest .mit einer Stange (2) verbunden ist, die in merklich dichter Gleitbewegung die genannten Böden (k) in den in diesen " vorgesehenen Lagern durchtritt, wobei die genannte Zelle (8) mit der genannten Flüssigkeit gefüllt ist und das Durchmesserverhältnis zwischen den Kolben (9) und den Zellen (8) derart gewählt wird, dass ein vorbestimmtes Spiel für das Walzen der genannten Flüssigkeit entsteht.
- k. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 t dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Zellen (8) durch ihre Wand starr miteinander verbunden sind und daes die genannten Kolben (9) durch eine Stange (2) starr miteinander verbunden sind, deren eines Ende mit einem der Befeetigungsorgane (2a) versehen ist, während das andere Befestigungsorgan (1a_) auf der gegenüberliegenden Seite auf dem genannten Körper (1) erscheint. ' 209835/0853
- 5· Vorrichtung nach Anspruch 1 bis *t, dadurch gekennzeichnet, dass die untereinander identischen Zellen (8) in einer Einheit (3) erscheinen, die mit einer Rotationssymmetrieachse versehen ist, wobei die Einheit (3) durch die Vereinigung von zwei halbzylindriechen Schalen (3a,3b) gebildet wird, die durch ihre Sander (3c_) in einer diametralen Ebene der genannten Einheit (3) vereinigt sind*
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeich-.I net, dass die genannte Einheit (3) im Innern eines hohlen, zylindrischen jKörpers (1) zusammengehalten wird, der an einem Ende einen mit einem der !Befestigungsorgane (1a) versehenen geschlossenen Boden aufweist und an ; dem anderen offenen Ende die genannte Stange (2) durchtreten lässt. !
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Einheit (3) in ihrem Körper (1) durch Abstützung auf einem Ansatz (1b) in der Nähe des geschlossenen Bodens und durch Arretierung unter einer Quetschverbindung (1£) des äussersten Bandes des offenen Bodens des genannten Körpers (1) gehalten wird.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Organe zur Bückgewinnung der Ausströmungen (7) und zum Ausgleich der Volumenschwankungen (6) der genannten Flüssigkeit von einem Hohlraum in dem genannten Körper (1), in der Nähe seines geschlossenen Bodens, von einer ein Gas enthaltenden Blase (6), die in dem genannten Hohlraum angeordnet ist und von der diesen letzteren ausfüllenden Flüssigkeit umspült wird, von einem dichten und verformbaren Balg (7), der den offenen Boden und die Eindringung der genannten Stange (2) ! in den genannten offenen Boden überdeckt, wobei der Balg (7) dicht mit dem Körper (1) und mit der Stange (2) verbunden und ebenfalls mit der genannten Flüssigkeit gefüllt ist, und von wenigstens einem Kanal (5) zwischen der genannten Einheit (3) und dem Körper (1) gebildet werden, der eine Verbindung zwischen dem genannten Hohlraum und dem Innenraum des Balges (7) herstellt, wobei der Kanal (5) gleichfalls mit der genanntenFlüssigkeit gefüllt ist,209835/0653ίο-Leerseite
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