NO744331L - - Google Patents

Description

Stotdempningsanordning

Foreliggende oppfinnelse vedrorer en stotdempningsanordning hvor gummi eller et annet elastomert materiale brukes til å oppta stotenergien.

Til dempning av stot brukes en lang rekke forskjellige støt-dempere, buffere og fendere. Felles for dem alle er at de gir etter for det stot som skal dempes under utovelse av en viss motkraft slik at de derved opptar stotenergien. Den ideelle stotdemper utover en konstant motkraft lik den maksimale re-tardasjonskraft som kan tolereres, og derved oppnås at stotet avbremses over den minst mulige veistrekning. Karakteristikken av en slik ideell demper er vist på figurene 1 og 2. Figur 1 viser sammentrykningskraften som en funksjon av sammentryknings-lengden eller -veien, og figur 2 viser den opptatte energi som funksjon av samme veilengde. En slik karakteristikk kan f.eks. oppnås ved hjelp av en hydrauslisk sylinder som står i forbin-delse med et mottrykkreservoar med konstant trykk. Den kan også oppnås ved en vanlig hydraulisk stottemper av det slag som brukes for biler så lenge sammentrykningshastigheten er konstant. Nå er imidlertid hensikten med de fleste stotdempére å bremse en stot-hastighet, og for en vanlig hydraulisk stotdemper medforer synr-kende sammentrykningshastighet at motkraften avtar ganske sterkt. Dette medforer i sin tur at den nodvendige bremselengde forlenges. En ytterligere ulempe med disse stotdempére er at de er forholdsvis dyre i fremstilling og at de trenger en hjelpef jaer e.l. for å gå tilbake til utgangsstilling etter stotet..

Gummi har lenge vært anvendt for stotdempére, da gjerne i form av mer eller mindre massive blokker som komprimeres av stotet. Slike stotdempére har den fordel at de er relativt billig i fremstilling og går tilbake til sin utgangsstilling etter stotet. D"e~h~a"r~imi-d—■ lertid den ulempe at bremsekraften oker sterkt med okende sammen-trykning av gummien. ' Foren viss maksimalt tillatt bremsekraft vil derfor en gummistotdemper måtte gjore bruk av mye lengre stot-bremsestrekning enn en tilsvarende ideell demper. Dette fremgår av figurene 3 og 4 som viser at en gummistotdemper med samme maksimale bremsekraft og samme bremselengde vil oppta under halv-parten av den energi som ville kunne opptas av en tilsvarende ideell demper. En slik demper vil også kreve mye gummi i forhold til den energi som opptas.

Det er oppfinnelsens hensikt å tilveiebringe en stotdempningsanordning av den innledningsvis nevnte type som har tilnærmet ideell dempningskarakteristikk, som er enkel og billig i fremstilling og som ikke er beheftet med noen av de foran nevnte mangler. Dette oppnås ifolge oppfinnelsen ved hjelp av en anordning som angitt i de påfolgende patentkrav.

For å lette forståelsen av oppfinnelsen skal den i det folgende ^ beskrives under henvisning til de utforelseseksempler som er vist på tegningen. Figurene 5 og 6 viser karakteristikken av en stotdempningsanordning ifolge oppfinnelsen. Figur 7 viser en stotdempningsanordning ifolge oppfinnelsen sett forfra.

Figur 8 viser anordningen på figur 7 sett fra siden.

Figur 9 viser anordningen på figurene 7 og 8 i delvis sammen-trykket tilstand. Figurene 10, 11 og 12 viser forskjellige variasjoner av anordningen ifolge oppfinnelsen.

Den anordning som. er vist på figurene 7, 8 og 9 består av to sylindriske gummilegemer 1 som er fastvulkanisert til armer 2

og 3., Armene 2 og 3 rager i stort sett motsatt regning i u-belastet tilstand. Vinkelen mellom armene bor dog være litt forskjellig fra 180° for å gi gummisylinderens omdreinings-sentrum en viss eksentrisitet i forhold til stotkraftens an-grepslinje.

Figur 9 viser anordningen fra figur 8 med den ytre ende av armen 2 dreibart lagret i et fast punkt. Den ytre ende av armene 3 angripes av en stotkraft F som holdes i likevekt av det vridning smoment M som gummisylinderen 1 utover. Momentet M er lik kraften F multiplisert med avstanden a mellom kraftens angreps-linje og sentrum av gummisylinderen 1. -Ettersom armene 2 og 3 dreies mot hverandre vil momentet M oke, f.eks. noe i retning av det som er vist på figur 3. Samtidig vil imidlertid armen a oke i omtrent samme forhold, og siden kraften F = M dividert på a, vil kraften F forbli noenlunde-konstant under hele dreiningen, og man får derfor en karakteristikk som vist på figurene 5 og 6. Gummisylinderen 1 vil herunder utsettes for meget store spenninger uten at bremsekraften blir for stor, og man oppnår - derfor en mye bedre utnyttelse av gummiens energiopptagende evne enn ved rene kompresjonsstotdempere av gummi.

Selv om anordningen på figurene 7 til 9 representerer en stor forbedring med hensyn til utnyttelse av gummiens energiopptagende evne, kan denne ytterligere forbedres innen oppfinnelsens ramme. Under vridning av sylinderen 1 vil dennes indre parti deformeres i mindre grad enn dens ytre parti. Gummivolumets energiopptagende evne er således ikke maksimalt utnyttet.

For å få en enda bedre utnyttelse av gummiens energiopptagende egenskap kan man ifolge oppfinnelsen tenke seg utforelsesformer som de som er vist på figurene 10, 11 og 12.

I den utforelse som er vist på figur 10 har gummistykket 4 form av en hul sylinder som på utsiden og innsiden er festet til me-tallhylser merket henholdsvis 5 og 6. Til metallhylsene er det festet armer, henholdsvis 7 og 8. Dersom tykkelsen av gummisylinderen 4 er forholdsvis liten i forhold, til sylinderens dia-meter vil man umiddelbart innse at gummien blir forholdsvis jevnt belastet når armene 7 og 8 vris i forhold til hverandre, og derfor vil man kunne få en meget god utnyttelse av gummiens energiopptagende egenskaper. Gummisylinderen 4 kan være festet til hylsene 5 og 6 på forskjellig vis. Den kan f.eks. være vulkani-sert eller klemt fast, og særlig for den ytre hylse 5 kan det være hensiktsmessig å utfore denne i todelt form slik at den kan klem-mes til om gummisylinderen 4 ved hjelp av skruer, slangeklemmer eller lignende.

Figurene 11 og 12 viser modifikasjoner av utforelsen på figur 10 som gir en noe annen demperkarakteristikk. På figur 11 har gum-milegemet 9 stort sett form av .en kule hvis ytterflate er festet til et kuleskall 10 som igjen er festet til armen 7. Utforelses-formen på figur 12 skiller seg i alt vesentlig fra utfdrelsesfor-men på figur 10 ved at gummisylinderen 4 i endene er forlenget med avkortede kjeglepartier 11.

For en fagmann vil det ikke være forbundet med særlig stor van- skelighet å finne et stort antall måter å variere oppfinnelsen på innen rammen av de påfolgende krav. Således kan man godt tenke seg en utforelse som den som er vist på figur 7, men hvor den ene gummisylinder 1 og arm 3 er fjernet. Likeledes kan man tenke seg et eksempel hvor armene 2 og 3 er forlenget i den ende som er festet til gummisylinderen 1 slik at armene blir sylindriske om denne og innbyrdes danner en X. Med en slik X-formet stotdemper kan man så forbinde to legemer slik at de ved innbyrdes sammentykning samtidig parallellstyres.. Dette kan tenkes gjort ved at man fester f.eks. de hoyre benender av Xen dreibart til hver sin del og lar de venstre benender være glid-bart lagret i de samme deler. Selv om alle de viste utforelseseksempler belaster det elastomere materiale i torsjon kan man godt tenke seg en stotdemperanordning ifolge oppfinnelsen hvor materialet belastes på annen måte, f.eks. i kompresjon. Man kan således tenke seg at armene som dreies i forhold til hverandre ved stotdempningen er hengslet til hverandre og at de i hengsel-enden gis en forlengelse som kan minne om kjeven av en tang. Mellom disse kjever innsettes et gummistykke som ved stotbelast-ning av armenes andre ender vil komprimeres og oppta energi.

Claims (5)

1. Stotdempningsanordning med et elastomert materiale som energiopptagende medium, karakterisert ved at et antall armer (2, 85 3, 7) er festet til det elastomere materiale (1, 4, 9, 11) og gruppevis (2, 85 3, 7) rager i stort sett motsatt retning ut fra dette (1, 4, 9, 11) i anordningens ubelastede tilstand, og at vinkelen mellom armgruppene minker ved okende be-lastning av materialet (1, 4, 9, 11).

2. Anordning ifolge krav 1, karakterisert ved . at den momentarm (a) som belastningskraften (F) virker over oker noenlunde i samme forhold som belastningen av det elastomere rna- teriale (1, 4, 9, 11), hvorved kraften (F) forblir noenlunde konstant ved minkende vinkel mellom armgruppene (2, 8; 3, 7).

3. Anordning ifolge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det elastomere materiale er utformet som et omdrei-ningslegeme (4,, 9, 11) med et hulrom omkring omdreiningsaksen idet en stor del av legemets (4, 9, 11) overflate er forbundet med tilsvarende utformede deler (5, 6, 10) som igjen er forbundet med armene (7, 8).

4. Anordning ifolge et foregående krav, karakterisert ved at det elastomere materiale (1, 4, 9, 11) ho-vedsakelig belastes ved vridning.

5. Anordning ifolge krav 1 eller 2, karakterisert ved at.det elastomere materiale belastes ved vridning, trykk, strekk eller skjærkraft, eller en kombinasjon av noen av disse.