DE2716581A1

DE2716581A1 - Stossdaempfer

Info

Publication number: DE2716581A1
Application number: DE19772716581
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Societe Nouvelle des Ateliers de Venissieux SA
Current assignee: Societe Nouvelle des Ateliers de Venissieux SA
Priority date: 1976-04-20
Filing date: 1977-04-14
Publication date: 1977-11-03
Also published as: US4121812A; CH609755A5; GB1533966A; FR2349066A1; SE7704390L; NL7704244A; CA1058061A; BE853768A; IT1116732B; ES457948A1; LU77149A1; ATA272477A

Description

Stoßdämpfer

Die Erfindung betrifft einen Stoßdämpfer, bestehend aus einem hydraulischen Speicher mit einem druckmittelgefünten ausdehnbaren Hohlraum und aus einem Körper aus Elastomer mit wenigstens einem druckmittelgefünten, mit dem Speicher in Verbindung stehenden Hohlraum. Die Erfindung betrifft somit einen Stoßdämpfer zum Dämpfen der Energien, die vom Stoß zweier gegeneinander bewegter Elemente erzeugt werden.

Der Stoßdämpfer nach der Erfindung dient zur Aufnahme der Stöße, die z.B. am Bewegungsende eines Laufkrans oder während der Kupplung zweier Eisenbahnwagen entstehen.

Zur Aufnahme von Stoßenergien gibt es Stoßdämpfer, etwa hydraulische Stoßdämpfer, die durch Drosselung eines inkompressiblen Druckmittels in einer Düse von geeignetem Querschnitt

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wirken. Diese Stoßdämpferart hat den Nachteil, daß sie genaue Bearbeitungen und sorgfältige Oichtungsanordnungen benötigt.

Es gibt auch Stoßdämpfer aus Elastomer, die die Energie durch Verformung aufnehmen. Es wurden Stoßdämpfer aus Elastomer entwickelt, etwa dem elastomeren Material, das gleichzeitig inkompressibei und mit einer in Abhängigkeit von der ausgeübten Beanspruchung veränderlichen Viskosität verwendet wird.

Es gibt einen Stoßdämpfer, der die Dämpfung durch Elastomer mit der Dämpfung durch Drosselung einer Hydraulikflüssigkeit verbindet. Der Körper aus Elastomer enthält einen Hohlraum, der mit einem inkompressiblen Druckmittel gefüllt ist und über eine öffnung mit geringem Querschnitt mit einem hydraulischen Speicher in Verbindung steht. Der Querschnitt der öffnung ist unveränderlich.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Stoßdämpfers, der die Dämpfung durch Elastomer mit der hydraulischen Dämpfung in der Weise verbindet, daß die hydraulische Dämpfung in Abhängigkeit von der Intensität der ausgeübten Kraft zunimmt. Diese Zunahme der Dämpfung wird durch eine fortschreitende Verengung des Durchtritts der Hydraulikflüssigkeit durch ein Element aus Elastomer erhalten. Diese fortschreitende Verengung ergibt jedoch keinen völligen Verschluß.

Dies wird bei einem Stoßdämpfer der eingangs angegebenen Art erreicht durch ein zwischen dem Speicher und dem Körper angeordnetes Zwischenelement aus Elastomer, durch wenigstens einen Kanal, der den Hohlraum des Körpers und den Hohlraum des Speichers miteinander verbindet, und durch eine Einrichtung, die das Zwischenelement einspannt und bei Druckbeanspruchung eine Einschnürung des Querschnitts des Kanals durch Verformung des Zwischenelements hervorruft.

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Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäß ausgeführten Stoßdämpfers;

Fig. 2 eine Variante mit einer Ausführungsform, die für den Druckspeicher geringfügig abweicht;

Fig. 3 eine weitere Ausführungsvariante, bei der der Körper aus Elastomer durch eine Masse eines schwammartigen Elastomers gebildet wird;

Fig. 4 eine weitere Variante des Stoßdämpfers nach der Erfindung

Gemäß Fig. 1 bis 4 enthält ein Stoßdämpfer einen Körper 4, der durch ein geformtes Elastomer gebildet wird, das eine Dämpfung von Stößen ergibt.

Dieser Körper 4 weist wenigstens einen eine Öffnung 71 bildenden Hohlraum 7 auf. Der oder die Hohlräume des Körpers aus Elastomer sind mit einer Hydraulikflüssigkeit, etwa öl, gefüllt.

Der Stoßdämpfer weist einen hydraulischen Speicher 2 auf, der abgedichtet mit dem Hohlraum des Körpers aus Elastomer in der Weise in Verbindung steht, daß der eine veränderliche Menge an unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit aufnimmt.

Der Speicher 2 enthält einen Behälter» d_{er e}i_nen Hohlraum 13 bildet, der dem Druck der Hydraulikflüssigkeit widerstehen kann. Im Hohlraum 13 ist eine mit einem Gas, etwa Stickstoff, aufgeblasene elastische Tasche 16 angeordnet. Die Hydraulikflüssigkeit füllt außerhalb der elastischen Tasche 16 den

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ausdehnbaren Hohlraum 13, wobei eine oder mehrere öffnungen eine Verbindung des Hohlraums 13 mit dem Hohlraum 7 des Körpers aus Elastomer herstellen.

Zwischen dem Speicher 2 und dem Körper 4 aus Elastomer ist ein scheibenförmiges Zwischenelement 10 angeordnet, das aus Elastomer hergestellt ist. Diese Scheibe 10 weist zwei ebene Stirnseiten auf, die senkrecht zu der am Stoßdämpfer ausgeübten Druckbeanspruchung verlaufen. Die auf den Speicher wirkende Druckbeanspruchung ist bestrebt, die der öffnung 71 gegenüberliegende Stirnseite 44 des Körpers aus Elastomer und den Speicher 2 einander zu nähern.

Die Scheibe lü ist mit wenigstens einem Kanal 11 versehen, der parallel zur am Stoßdämpfer ausgeübten Druckbeanspruchung verläuft. Dieser Kanal stellt eine Verbindung der Öffnung 71 des Körpers aus Elastomer mit dem Hohlraum 13 des Speichers her.

Eine Seitenfläche 101 der Scheibe ist an einer steifen Scheibe 21 des Druckspeichers angeordnet. Eine mechanische Einrichtung spannt die Scheibe 10 so ein, daß bei Ausübung einer Druckbeanspruchung auf den Stoßdämpfer der Querschnitt des Kanals 11 abnimmt. Die äußere Ringfläche 102 der Scheibe ist so in einer Verstärkung 92 eingespannt, daß bei Annäherung der beiden Stirnseiten 101 die Scheibe sich nicht radial nach außen verformt, sondern vielmehr bestrebt ist, sich unter Verschluß des Kanals 11 zu verformen. Die Scheibe 10 ist vorzugsweise zwischen zwei steifen Scheiben 91 und 21 angeordnet, die auf die Stirnseiten 101 gelegt und mit Bohrungen 911 bzw. 211 durchbrochen sind. In Fig. 1 bis 3 sind die die Scheibe 10 einspannende Verstärkung 92 und die Scheibe 91 miteinander verbunden und bilden eine Haube 9. Die als Ring ausgebildete Verstärkung 92 könnte aber auch mit der Scheibe 21 verbunden oder frei sein. Die Haube 9 arbeitet mit der steifen Scheibe

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zusammen. Zwischen dem Rand der Haube und der Scheibe 21 ist ein Spiel j vorgesehen, so daß das Zusammendrücken der Scheibe IU möglich ist. Die Stirnseiten der Scheibe 10 sind vorzugsweise nicht an metallische Verstärkungen geklebt.

Bei den Ausf ührungsf ornien von Fig. 1 bis 3 enthält die Scheibe 10 nur einen einzigen Kanal 11. Die hydraulische Abdichtung zwischen dem Block 4 aus Elastomer, der Scheibe 10 und dem Speicher muß vollständig sein. Diese Abdichtung wird durch eine Blase 15 erhalten, die den Kanal 11 und den Speicher auskleidet und ein hydraulisches Druckmittel enthält.

Bei den Ausführungsformen von Fig. 1 und 2 kleidet die Blase 15 ebenfalls den im Block aus Elastomer gebildeten Hohlraum 7 aus. Der einzige Hohlraum 7 könnte durch mehrere im Elastomer verteilte Hohlräume ersetzt werden, vorausgesetzt, daß sie durch einen oder mehrere mit der Öffnung 71 in Verbindung stehende Sammelkanale vereinigt sind.

Bei der Ausführungsform von Fig. 3 ist der Körper 4 aus Elastomer gebildet durch eine schwamniartige Hasse aus Elastomer mit offenen ölgefüllten Poren. Die Blase 15 umschließt die gesamte schwainmartige Masse. Bei der Ausübung der Belastung nimmt die Verformung der Masse 4 teil an der Aufnahme eines Teils der Energie, wobei das in den Poren enthaltene öl teilweise aus der Masse getrieben und unter denselben Bedingungen durch den Kanal 11 gedrückt wird wie bei den zu Fig. 1 und 2 beschriebenen Beispielen.

Bei der Ausführungsform von Fig. 1 enthält die mit hydraulischem Druckmittel gefüllte Blase 15 ebenfalls die gasgefüllte elastische Tasche 16.

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Im Gegensatz hierzu befindet sich bei den Ausführungsfornien von Fig. 2 und 3 die gasgefüllte elastische Tasche 16 außerhalb der mit hydraulischem Druckmittel gefüllten Blase 15.

Bei der Ausführungsform von Ficj. 1 und 2 ist der Körper 4 aus einem Stapel von Scheiben oder Ringen 41, 42, 43 aus geformtem Elastomer gebildet. Die äußere Scheibe 41 ist voll. Die Zwischenringe 42 verbinden sich mit den aneinandergrenzenden Ringen durch zentrale öffnungen mit großem Querschnitt. An dem an die Scheibe 10 angrenzenden Ring 43 vermindert sich die zentrale öffnung zu ihrem unteren Teil hin auf einen sehr kleinen Querschnitt 71. Die Anordnung des Stapels dieser Elemente aus Elastomer bildet somit den Hohlraum 7, der an einem Ende geschlossen und am anderen Ende über eine öffnung mit kleinem Querschnitt 71 offen ist.

Der Stoßdämpfer weist zwei ineinandergeschachtelte Gehäuse 1 und 22 auf, die in Längsrichtung zueinander gleiten können. Die zu dämpfende Belastung kann unabhängig auf das eine oder andere Gehäuse ausgeübt werden, wobei dann das jeweils andere Gehäuse sich an einem festen Anschlag abstützt. Das Gehäuse 1 umschließt den Körper 4 aus Elastomer, während das Gehäuse 22 den hydraulischen Speicher umschließt. Das Gehäuse 22 ist teilweise mit zwei Elastomerblöcken 12 gefüllt, die den Hohlraum 13 des Speichers bilden.

Bei den Ausführungsformen von Fig. 1 bis 3 wird die Zusammendrückung der Scheibe 10 begrenzt, wenn der Rand der Haube 9 in Anlage an den Speicher kommt.

Bei der Ausführungsform von Fig. 4 weist die Scheibe 10 einen metallischen Einsatz 5 auf, der einen Kanal bildet, der eine Verbindung des Raums 7 des Körpers aus Elastomer mit dem Speicher herstellt, überdies ist die Scheibe mit mehreren

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Kanälen 11 durchbohrt, die ebenfalls eine Verbindung des Hohlraums 7 mit dem Speicher herstellen.

Wenn auf den Körper 4 eine Belastung ausgeübt wird, bildet der Speicher 2 den Anschlag, wobei der Körper aus Elastomer die Belastung auf die Scheibe 10 überträgt, die unmittelbar eine Reaktion auf das Gehäuse des Speichers 2 ausübt. Die auf die Scheibe 10 übertragene Belastung, die bestrebt ist, diese Scheibe zusammenzudrücken, führt zu einer Verformung des Elastomers. Diese Verformung kann sich nicht zur Außenseite hin auswirken, die durch den Ring 92 festgelegt ist. Die Bohrungen 911 und 211 haben einen Durchmesser, der geringfügig über dem Durchmesser des Kanals 11 liegt, damit die Scheibe in höchstem Maß eingespannt ist. Die Verformung des Elastomers von konstantem Volumen kann dann nur durch Querschnittsverengung des oder der Kanäle 11 erfolgen, überdies ist die Verformung des Körpers 4 ebenfalls bestrebt, das Volumen des Hohlraums 7 zu vermindern, was zum Austreiben des Öls aus dem Hohlraum 7 zum Kanal 11 mit vermindertem Querschnitt führt.

Es ist somit ersichtlich, daß die Dämpfung gleichzeitig durch Verformungsenergie des Körpers aus Elastomer und durch Drosselung des Druckmittels durch den Kanal 11 erfolgt. Es ist überdies zu beobachten, daß je größer die ausgeübte Belastung und folglich je größer die Verformung der Scheibe 10 ist, umso mehr der Querschnitt des Kanals 11 vermindert und umso mehr die Drosselwirkung in diesem Querschnitt vergrößert ist. Der Mindestquerschnitt, der eine Verbindung des Hohlraums des Körpers aus Elastomer mit dem Speicher herstellt, ist beschränkt, damit der Verschluß nicht vollständig ist. Hierzu wird die axiale Zusammendrückung der Scheibe 10 bei den Ausführungsformen von Fig. 1 bis 3 durch den Rand der Haube 9 begrenzt, die in Anlage an den oberen Teil 21 des Speichers kommt, bevor der Kanal 11 durch das Spiel der Verformung

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vollständig verschlossen ist. Bei der Ausführungsform von Fig. 4 ist der Kanal im metallischen Einsatz 5 ausgebildet, der den Verschluß der Verbindung verhindert.

Das vom Hohlraum 7 über den Kanal 11 zum Hohlraum 13 getriebene öl drückt die Tasche 16 zusammen und erhöht somit den Druck im Hohlraum 13. Wenn die ausgeübte Belastung abzunehmen beginnt, dehnt sich der Körper 4 aus Elastomer aus und führt fortschreitend das Volumen des Hohlraums 13 auf dessen Ausgangsvolumen zurück und läßt durch den Gasgegendruck in der Tasche 16 das öl vom Hohlraum 13 zum Hohlraum 7 zurück in die Ruhelage f1ießen.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die als Beispiel beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfaßt ebenfalls die Ausführungsformen, die hierin nur durch Einzelheiten, Ausführungsvarianten oder durch Anwendung äquivalenter Mittel abweichen.

So könnte der hydraulische Speicher auf irgendeine andere bekannte Art ausgebildet sein. Schließlich könnte die beim beschriebenen Ausführungsbeispiel mittels einer durchlaufenden Blase hergestellte Abdichtung ebenfalls durch irgendwelche andere Formen von bekannten Dichtungen hergestellt werden.

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Leerseite

Claims

Ansprüche

1y Stoßdämpfer, bestehend aus einem hydraulischen Speicher mit einem druckmittelgefUl1 ten ausdehnbaren Hohlraum und aus einem Körper aus Elastomer mit wenigstens einem druckmittelgefüllten, mit dem Speicher in Verbindung stehenden Hohlraum, gekennzei chnet durch ein zwischen dem Speicher (2) und Körper (4) angeordnetes Zwischenelement (10) aus Elastomer, durch wenigstens einen Kanal (11), der den Hohlraum (7) des Körpers (4) und den Hohlraum (13) des Speichers (2) miteinander verbindet, und durch eine Einrichtung (9, 21), die das Zwischenelement (10) einspannt und bei Druckbeanspruchung eine Einschnürung des Querschnitts des Kanals (11) durch Verformung des Zwischenelements (10) hervorruft.
2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Zwischenelement (10) einschließende Einrichtung aus einer Haube (9) besteht, und daß das scheibenförmige Element (21) unmittelbar am Gehäuse (1) des Speichers (2) anliegt.
3. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (4) aus einem Stapel von Ringen (42, 43) besteht, von denen der an das eingespannte Element (10) angrenzende Ring (43) mit einer öffnung (71) mit kleinem Querschnitt versehen ist, während alle übrigen Ringe (42) mit einer zentralen öffnung mit großem Querschnitt versehen sind und eine volle Scheibe (41) das eine der Enden verschließt.
4. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine den Hohlraum (13) des Körpers (4), den Kanal (11) und den Speicher (2) innen auskleidende Blase (15).

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ORIGINAL INSPECTED
5. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körner (4) aus einer offene Poren enthaltenden schwammartigen Masse gebildet ist, die in einer biegsamen Blase (15) enthalten ist, die den Kanal (11) und den Speicher (4) innen auskleidet.
6. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (2) eine gascefüllte elastische Tasche (16) enthält, die innerhalb der die hydraulikflüssigkeit enthaltenden Elase (15) angeordnet ist.
7. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (2) eine gasgefüllte elastische Tasche (16) enthält, die außerhalb der die Hydraulikflüssigkeit enthaltenden Blase (15) angeordnet ist.
8. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine die Zusammendrückung des Zwischenelements (10) begrenzende Einrichtung, durch die der Mindestquerschnitt des Kanals (11) einen annehmbaren Wert ohne Verschluß annimmt.
9. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenelement (10) einen metallischen Einsatz (5) aufweist, der einen den Hohlraum (7) des .Körpers (4) mit dem Speicher (2) verbindenden Kanal bildet.

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