DE3241461A1

DE3241461A1 - Vorrichtung zum daempfen eines bewegungsvorganges

Info

Publication number: DE3241461A1
Application number: DE19823241461
Authority: DE
Inventors: Rolf 2805 Stuhr Dalstein
Original assignee: Erno Raumfahrttechnik GmbH
Current assignee: Erno Raumfahrttechnik GmbH
Priority date: 1982-11-10
Filing date: 1982-11-10
Publication date: 1984-05-10

Description

Vorrichtung zum Dämpfen eines- Bewegungsvorganges
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Dämpfen eines Bewegungsvorganges mit einem zwischen einem ortsfesten und einem beweglichen Teil anschließbaren Dämpfungsglied dessen mit einen Medium gefüllte und mit der Bewegung veränderbare Arbeitsräume Uber eine die Dämpfung bestimmende Drosselbohrung miteinander verbunden sind.
Zum Beeinflussen von Bewegungsvorgängen ist es bekannt Dämpfungsglieder zu benutzen. Damit lassen sich insbesondere Stöße abfangen und / oder Schwingungen dämpfen, so daß diese Dämpfungsglieder meinstens als Stoßdämfper bezeichnet werden. Stoßdämpfer können nach verschiedenen physikalischen Prinzipien aufgebaut sein, aber pneumatische oder hydraulsiche Stoßdämpfer bestehen meistens aus einem Arbeitszylinder, in dem ein an der Kolbenstange angeordneter Kolben hin und her bewegbar ist.Beim Zusammen- oder Auseinanderfahren eines derartigen Stoßdämpfers wird Uber ein eine Drosselbohrung oder ein Ventil enthaltendes Kanalsystem je nach FU-llung Öl oder Gas von einem Arbeitsraum in den anderen geleitet, wobei die Bemessungen der Drosselbohrung oder des Ventils das Maß für die Dämpfung bestimmen. Derartige vorzugsweise im Fahrzeugbau eingesetzte Stoßdämpfer arbeiten sehr zuverlässig, aber für spezielle Dämpfungsaufgaben sind diese Dämpfer'nicht geeignet.
Bei.Raumfahrzeugen oder Raumkapseln ist es üblich, Ausleger zu benutzen, welche während der Reise eingefahren und am Zielort entfaltet werden. Da der Entfaltungsvorgang meistens mit Federkraft durchgeführt wird, ist es notwendig, diesen Vorgang zu dämpfen, damit der Ausleger ohne Stoß in seine entfaltete Position gelangt. Da Stoß dämpfer üblicher Bauart die bei Raumflugkörpern geltenden Forderungen nach begrenzter Nutzlast extrem leichter Bauweise und hoher Zuverlässigkeit nicht erfüllen, ist es notwendig hierfür Dämpfungsglieder anderer Bauart einzusetzen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zum Dämpfen von Bewegungsvorgängen vorzusehen, die sehr leicht ist und eine für Raumfahrzeuge hinreichende Zuverlässigkeit besitzt. Gemäß.
der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Dämpfungsglied aus zwei die veränderbaren Arbeitsräume bildenden metallischen Faltenbalgen besteht, -die über eine die Drosselbohrung aufweisende Drosselscheibe miteinander verbunden sind, und daß die Drosselscheibe und ein der Drosselscheibe abgewandtes Ende eines Faltenbalges mit Anschlußelementen zur Ankopplung des Dämpfungsgliedes versehen sind.
Die erfindungsgemäße Maßnahme führt zu einem sehr leichten und zuverlässigen Dämpfungsglied, das sich besonders gut für Raumflugkörper eignet, da Lekagen nicht auftreten können. Es ist möglich, das Dämpfungsglied zum Dämpfen von Längsbewegungen und Drehbewegungen auszugegen und unterschiedliche Dämpfungswerte durch entsprechende Bemessung der Drosselbohrung zu realisieren. Außerdem kann das erfindungsgemäße Dämpfungsglied wahlweise mit einer Flüssigkeit oder Gasfüllung versehen werden.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung näher-erläutert.
Es zeigen: Fig. la - b ein Dämpfungsglied für Längsbewegungen im Zusammengefahrenen und ausgefahrenen Zustand, Fig. 2 ein Dämpfungsglied für Drehbewegungen und Fig. 3a- b ein weiteres Dämpfungsglied für Drehbewegungen in Vorder- und Seitenansicht.
Wie die Darstellung nach Fig. 1 zeigt, besteht das Dämpfungsglied aus einem Zylinder 10, der in seinem Mittelbereich durch eine Drosselscheibe 11 in zwei Zylinderräume 13, 14 aufgeteilt ist. Beide Seiten der eine Drosselbohrung 12 aufweisenden Drossel scheibe 11 sind mit je einem metallischen Faltenbalg 15,16 verbunden. Der Faltenbalg 15 erstreckt sich in den Zylinderraum 13, während der sich in den Zylinderraum 14 ausdehnende Faltenbalg 16 an seinem Ende eine Kolbenscheibe 17 trägt. An dieser Konbenscheibe 17 ist eine hohle Kolbenstange 18 befestigt, die durch die Stirnseite 19 des Zylinders 10 geführt ist und ein Ausschlußelement 21 aufweist. Die andere Stirnseite 20 des Zylinders 10 ist mit einem Anschlußelement 22 versehen, damit das Dämpfungsglied zwischen einem ortsfesten und einem beweglichen Teil angekoppelt werden kann.
Fig. la zeigt das Dämpfungsglied im zusammengefahrenen und Fig. 1b im ausgefahrenen Zustand. Dabei ist leicht zu erkennen, daß die Füllung ( öl, Gas ) stets das gleiche Volumen einnimmt und bei einem Bewegungsvorgang von einem der Faltenbalge 15, 16 in den anderen durch.
die Drosselbohrung 12 fließt. Die Größe dieser Drosselbohrung bestimmt dabei den jeweiligen Dämpfungswert. Wie aus den Darstellungen nach Fig. la und Fig. 1b weiter zu erkennen ist, ist die Füllung so bemessen, daß jeweils ein Faltenbalg voll entfaltet und der andere gefaltet bleibt. Das Füllen mit dem jeweiligen Medium erfolgt durch die hohle Kolbenstange 18 und durch die mit einer entsprechenden Bohrung versehene Kolbenscheibe 17. Beim Einsatz dieses Dämpfungsgliedes kann der gewünschte Bewegungsvorgang mit einer Zug- oder Druckfeder realisiert werden, die Uber den Zylinder 10 gestreift und mit ihren Enden an den Anschlußelementen 21, 22 befestigt wird. Der einwandfteie Betrieb erfordert darüber hinaus Maßnahmen, welche das Entstehen eines Druckes in den Zylinderräumen 13, 14 verhindert. Dies kann entweder durch Evakuierung beider Räume erzielt werden, oder durch öffnungen hinreichender Größe zum Druckausgleich gegenüber der Umgebung.
In der Darstellung nach Fig. 2 stein Dämpfungsglied zu sehen, das zum Beeinflussen einer Drehbewegung dient. Die beiden Faltenbalge 15, 16 sind'hier ebenfalls über die Drosselscheibe 11 miteinander verbunden, die in diesem Fall einen den Faltenbalg 16 aufnehmenden Zylinderraum 25 verschließt. Der Faltenbalg 15 ist außerhalb des Zylinderraumes 25 an der Drossel scheibe 11 angeordnet. Innerhalb des Zylinderraumes 25 ist der Faltenbalg 16 mit einem Anschlußstift 26 an einem Bolzen 27 befestigt, der durch eine Bohrung der auf entsprechende Dicke bemessenen Stirnwand 28 des Zylinderraumes 25 axial verschiebbar, jedoch in nicht näher dargestellter Weise gegen Verdrehungen gesichert durchgesteckt ist. Diese Sicherung gegen Verdrehungen kann z. B. mit einem Keil und einer Längsnut verwirklicht werden. Der Bolzen 27 besitzt auf seinem hervorstehenden Teil ein Gewinde 29, hoher Steigung auf das eine Mutter 30 aufgeschraubt und durch ein Drucklager 31 an der Stirnwand 28 des Zylinderraumes 25 abgestützt ist.Mit der Mutter 30 ist ein bewegliches Teil 32 fest verbundene das durch eine Spannfeder 33 -gegenüber einem mit dem Zylinderraum 25 verbundenen ortsfesten Teil 34 gedreht werden kann. Bei diesem Drehvorgang wird der Bolzen 27 , weil dieser gegen Verdrehungen gesichert-ist, über das Gewinde 29 axial verschoben, so daß der Bolzen 27 auf die Faltenbalge 15, 16 wirkt, so daß diese die Drehbewegung dämpfen; Das Maß der Dämpfung wird hierbei ebenfalls durch die Drosselbohrung 12 bestimmt und der Zylinderraum 25 ist wie beim Ausführungsbeispielnach Fig. 1 evakuiert oder mit Uffnungen zum Druckausgleich mit der Umgehung versehen.
Beim letzten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist ein weiteres Dämpfungsglied zum Dämpfen von Drehbewegungen abgebildet. Dieses Dämffungsglied- besteht ebenfalls aus den beiden Faltenbalgen 15,16, die über die Drosselscheibe 11 miteinander verbunden sind. Die beiden abgewandten Enden dieser Faltenbalge sind mit je einem Steg 40,41 verbunden, welche sich in diametraler Richtung von einer Nabe 42 erstrekken. In der Nabe 42 ist ein Bolzen 43 drehbar gelagert, mit dessen einem Ende ein bewegliches Teil 44 und mit dessen anderem Ende die Drossel scheibe 11 über einen angeschraubten Mitnehmer 45 verbunden ist. Eine Spiralfeder 46, die zwischen dem beweglichen Teil 44 und einem an einer Scheibe 47 vorgesehenen Nocken 48 wirkt, erzeugt die für die Drehung erforderliche Kraft. Die Scheibe 47 ist mit der Nabe 42 fest verbunden und trägt auf ihrer Rückseite einen Hals 49 zur Führung der Spiralfeder 46. Eine Ringschale 50 schließt die Scheibe 47 ab, so daß sich ein durch die Stege 40,41 und die Nabe 42 in zwei Hälften aufgeteiltes topfförmiges Gehäuse ergibt, in dessen einer Hälfte die Faltenbalge 15,16 sich halbringförmig erstrecken. Das Anschrauben des Mitnehmers 45 bietet dabei eine Möglichkeit zum Einstellen des Drehhubes in Bezug auf die Stellung der Fal-tenbalge.Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Drehbewegung ohne Umwandlung in eine LängsbewegUng wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 direkt gedämpft.
Wie die -Darstellung nach Fig. 3a zeigt, ist es aufgrund der halbringförmigen Faltenbalge 15,16 sinnvoll, diese aus metallischen Scheiben herzustellen, deren Innenbohrung exzentrisch zum Außenkreis liegt. Damit kann der unterschiedlichen Ausdehnung der Faltenbalge um die Achse der Nabe 42 Rechnung getragen werdne. Das Zusammenfügen der Scheiben zu einem Faltenbalg kann bei allen Ausführungsbeispielen mit einer Mikro-Plasma-Schweißung erfolgen.
Außerdem kann bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 die Drehbewegung on + 45 ° durch entsprechendes Versetzen der Stege 40, 41 vergrößert oder verkleinert werden.
10 Zylinder 11 Drossel scheibe 12 Drosselbohrung 13 Zylinderraum 14 Zylinderraum 15 Faltenbalg 16 Faltenbalg 17 Kolbenscheibe 18 Kolbenstange 19 Stirnseite 20 Stirnseite 21 Anschlußelement 22 Anschlußelement 25 Zylinderraum 26 Anschlußstift 27 Bolzen 28 Stirnwand 29 Gewinde hoher Steigung 30 Mutter 31 Drucklager 32 bewegliches Teil 33 Spannfeder 34 ortsfestes Teil 40 Steg 41 Steg 42 Nabe 43 Bolzen 44 bewegliches Teil 45 Mitnehmer 46 Spiralfeder 47 Scheibe 48 Nocken 49 Hals 50 Ringschale

Claims

Vorrichtung zum Dämpfen eines Bewegungsvorganges Patentansprüche Öj1)N Vorrichtung zum Dämpfen eines Bewegungsvorganges mit einem zwischen einem ortsfesten und einem beweglichen Teil anschließbaren Dämpfungsglied, dessen mit einem Medium gefüllte und m-it der Béwegung veränderbare Arbeitsräume über eine die Dämpfung bestimmende Drosselbohrung miteinander verbunden sind, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Dämpfungsglied aus zwei die veränderbaren Arbeitsräume bildenden metallischen Faltenbalgen ( 15, 16 ) besteht, die über eine die Drosselbohrung ( 12 ) aufweisende Drosselscheibe ( 11 ) miteinander verbunden sind, und daß die Drosselscheibe ( 11 ) -und ein der Drossel scheibe ( 11 ) abgewandtes Ende eines Faltenbalges ( 16 ) mit Anschlußelementen ( 21,22,26,45 ) zur Ankopplung des Dämpfungsgliedes versehen sind.
2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h ne t, daß die Drosselscheibe ( 11 ) in der Mitte eines Zylinders ( 10 ) fest angeordnet ist und die beiden Faltenbalge ( 15, 16 ) sich jeweils in einen der dadur-ch entstehenden Zylinderräume ( 13, 14- ) erstrecken, und daß eine Stirnseite ( 20 ) des Zylinders ( 10 ) ein Anschlußelement ( 22 ) für das Dämpfungsglied aufweist, dessen zweites Anschlußelement ( 21 ) am freien Ende einer Kolbenstange ( 18 ) vorgesehen ist, die durch die zweite Stirnseite ( 19 ) des Zylinders ( 10 ) geführt ist und mit einer zur Führung dienenden Kolbenscheibe ( 17 ) mit einem Ende eines Faltenbalges ( 16 ) verbunden ist.
3) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Kolbenstange ( 18 ) hohl ausgebildet und die Kolbenscheibe ( 17 ) mit einer Bohrung zum Füllen der Faltenbalge ( 15, 16 ) mit dem jeweiligen Medium versehen ist.
4) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Drosselscheibe ( 11 ) einen Zylinderraum ( 25 ) verschließt, in den ein Faltenbalg ( 16 ) sich erstreckt, dessen der Drossel scheibe ( 11 ) abgewandtes Ende mit einem Anschlußelement ( 26 ) an einem Bolzen ( 17 ) befestigt ist und daß der gegen Verdrehungen gesicherte und axial verschiebbar durch eine Bohrung des Zylinders ( 25 ) geführte Bolzen ( 27 ) auf seinem hervorstehenden Teil ein Gewinde ( 29 ) hoher Steigung aufweist, auf das eine mit dem beweglichen Teil ( 32 ) verbundene Mutter ( 30 ) aufgeschraubt ist.
5) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die die Faltenbalge aufnehmenden Zylinderräume evakuiert ( 13, 14, 25 ) sind.
6) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gek e n n z e i c h ne t, daß die die Faltenbalge ( 15, 16 ) aufnehmenden Zylinderräume ( 13, 14,-25 ) öffnungen hinreichende Größe zum Druckausgleich mit der Umgebung aufweisen.
7)- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e-k e n n -z e i c h n e t, daß die beiden freien Enden der Faltenbalge ( 15, 16 ) an je einem Steg ( 40, 41 ) befestigt sind, die sich in radialer Richtung von einer Nabe ( 42 ) erstrecken, und daß ein mit dem beweglichen Teil ( 44 ) verbundener und in der ortsfest angeordneten Nabe ( 42 ) gelagerter Bolzen ( 43 ) mit einer an die Drossel scheibe ( 11 ) gekoppelten .Mitnehmerscheibe ( 45 ) verbunden ist.
8) Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k-e n n z e i c h n e t,daß der Winkel der sich radial von der Nabe ( 42 ) erstreckenden Stege ( 40, 41 ) zwischen 90 ° und 270 ° liegt und vorzugsweise etwa 1800 beträgt.
9) Vorrichtung nach einem der Anspürche 1 bis 8, dadurch gek e n n z ei c h ne t, daß die Faltenbalge ( 15, 16 ) mit Gas und Flüssigkeit gefüllt sind.
10) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Faltenbalge -( 15, 16 ) mit Gas gefüllt sind.