DE2918179A1

DE2918179A1 - Daempfungsanordnung

Info

Publication number: DE2918179A1
Application number: DE19792918179
Authority: DE
Inventors: Peter Drexler
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1979-05-05
Filing date: 1979-05-05
Publication date: 1980-11-06

Description

D ä m D £ u n g s a n o r d n -a n g
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dämpfungsanordnung, die aus einem Zylinder und einem Kolben besteht1 welcher mit einer Anzahl Kugeln in Wirkverbindung steht, wobei diese Kugeln bei Bewegung des Kolbens in formveränderndem Eingriff mit der Zylinderinnenwand kommen.
Solche Dämpfungsanordnungen sind beispielsweise durch die DE-PS 23 49 891 bekanntgeworden, die einen Kraftbegrenzer offenbart, der die auf einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeugs ausgeübte Zugkraft im Falle einer Kollision aufnimmt und zwar so, daß der Kolben des Begrenzer sowohl zur Strammung des Gurtes durch Beaufschlagung mit Treibgasen dient, als auch mit Mitteln versehen ist, mit denen er zur mechanischen Krartbegrenzung nach Überschreitung einer einzustellenden höchsten auf den Gurt wirkenden Zugkraft dienen kann. Hierzu weist der Kolben einen kegeligen Abschnitt auf, dessen größerer Kegeldurohmesser in bezug auf die graftbegrenzungseinrichtung hinter dem kleinen Eegeldurchmesser liegt und danach in einen genau definierten zylindrischen Abschnitt mit einem konstanten Durchmesser übergeht. Im Bereich des kegelförmigen Abschnitts sind >ine Anzahl in einem Käfig gelagerte Rollen angeordnet, vor denen ein sogenannter Schleifring mit hohem Reibwert gegenüber dem Begrenzangszylinder angeordnet ist. Bei Bewegung des Kolbens in der Kraftbegrenzungsrichtung drückt nun der Schleifring die Kugeln über die Kegelfläche, wodurch die Kugeln in formverändernden Eingriff mit der Zylinderwand kommen, in die sie Nuten einpressen. Diese formverändernde Einpreßkraft ist über die gesamte Weglänge innerhalb des Zylinders konstant, wobei die Größe dieser Kraft durch Dimensionierungsmaßnahmen - beispielsweise Eugeldurchmesser oder Kugelanzahl etc. - variierbar ist.
Auf diesem Stand der Technik baut die vorliegende Erfindung auf und ihr liegt die Aufgabe zugrunde einmal die Punktion der Dämpfungsanordnung von der Geschwindigkeit unabhängig zu machen und zum andernmal eine Reibungsdämpfung, sowohl für Zugkräfte als auch für Druckkräfte in einer Anordnung durchführen zu können.
Mit den Anordnungen nach dem bekannten Stand der Technik ist es nur möglich, entweder Zug- oder Druckkräfte aufzunehmen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die in den Ansprüchen niedergelegten Maßnahmen. In der Beschreibung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert und in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Anordnung vor dem Angriff einer Zugkraft; Pig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II gemäß Fig.1; Pig. 3 einen Längsschnitt durch die Anordnung nach erfolgtem Angriff einer Zugkraft und vor Aufnahme einer Druckkraft; einen4 einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV gemäß Fig.3; Fig. 5 ein Kraft-Weg Schaubild für die Druck- und die Zugkraft, Der in den aufgeführten Figuren dargestellte Zweiwege-Kugel dämpfer setzt sich aus einem Kolben 10 und einem Zylindergehäuse 22 zusammen, zwischen denen Kugel- bzw. Rollenlager angeordnet sind. Der Zug- und Druckkolben weist an seinem einen Ende einen Stirnring 11 auf, der durch die Zylinderinnenwand während seiner Bewegung geführt wird. Beiderseits dieses Stirnringes sind nun - vom Kolbendurchmesser ausgehend -zu ihm aufsteigend je ein Kolbenkegelstück 12 bzw. 13 ausgebildet, d.h. diese Kolbenkegelstücke verjüngen sich zueinander in entgegengesetzter Richtung und laufen in den normalen Kolbendurchmesser aus. An diesem Auslauf sind je eine Formfeder 16 bzw. 17 angeordnet. Jede dieser Formfedern fixiert eine Kugelanordnung 18 bzw. 19 und drückt diese in den Ringspalt 20 bzw. 21 zwischen Zylinder 22 und Kolbenkegelstück 12 bzw. 13. Tritt nun eine Zugkraft auf, so wird die Kugelanordnung 19 über das Kolbenkegelstück 12 durch diese Zugkraft bis an den Stirnring 11 gezogen, wobei sich die einzelnen Kugeln in die Zylinderinnenwandfläche einpressen und dort Rillen 23 verursachen, die eine bleibende Verformung im Zylindermantel bilden. Die hierbei auftretende Reibungskraft führt zu einer Dämpfung der Zugkraft bis zu ihrer Vernichtung, wobei die Dämpfungskraft über den gesamten Bereich hin konstant ist.
Die um einen bestimmten Winkelbetrag N zur Kugelanordnung 19 angeordneten Kugeln 18 werden durch die Zugbewegung gegen die Formfeder gepreßt und rollen spielfrei an der Zylinderinnenwand ablohne daß hier irgendwelche nennenswerten Kräfte auftreten. Durch diese versetzte Anordnung der Kugeln zueinander laufen die Kugeln 18 bei einer Druckkraft-Beanspruchung auf nicht dargestellten Rillen parallel zu den Dämpfungsrillen 23. Tritt nun anschließend an die Zugkraft eine Druckkraft auf, wie dieses beispielsweise bei Flugkörpern in bestimmten Funktionsstadien der Fall ist, so werden nun die Kugeln der Anordnung 19 vom Stirnring 11 über die Schräge von 60 zur Formfeder 17 geführt und von dieser gehalten, Im Gegensatz dazu werden die Kugeln 18 über die Schräge in dem Ringraum 20 an die Stirnfläche 11 gepreßt und drücken sich ihrerseits in die Zylinderinnenwandfläche, wodurch die Druckkraft in konstanter Weise - wie das Kraft-Weg-Schaubild in Fig. 5 zeigt - bis Null gedämpft wird. Über den Weg dieser vorbeschriebenen Verformungsarbeiten baut diese Dämpfungsanordnung bestimmte Energien ab, wobei die Energieaufnahme in keiner Weise von der Geschwindigkeit abhängig ist0 Es empfiehlt sich, den Werkstoff für den Kolben so zu wählen, daß dessen Festigkeitswerte etwa um das Doppelte höher als diejenigen des Zylinders sind.
Durch die vorbeschriebenen Maßnahmen und Ausgestaltungen wird eine Dämpfungseinrichtung erhalten, die für alle Geschwindigkeiten verwendbar ist und hierbei die Dämpfung über den gesamten Dämpfungsbereich konstant ausführt. Die Funktion dieser Dämpfungsanordnung ist reproduzierbar und die Verwendungsmöglichkeiten sind vielgestaltiger geworden.

Claims

Dämpfun 5 ano rdnun Patentansprüche Dämpfungsanordnung,die aus einem Zylinder und einem Kolben besteht, welcher mit einer Anzahl Kugeln in Wirk-Verbindung steht, wobei diese Kugeln bei Bewegung des Kolbens in formseränderndemEingriff mit der Zylinderinnenwand kommen, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Kolben (lo)einen Stirnring (11) aufweist, der beiderseits in je ein Kolbenkegelstück (12, 13) mit einander entgegengesetzter Verjüngungsriahtung übergeht und am Ende je eine Formfeder (16,17) angeordnet ist, die die Kugeln (18 bzw.19)in den Ringspalt (20 bzw. 21) zwischen Zylinder (22) und Kolbenkegel (12 bzw. 13) drückt.
2. Dämpfungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dasdie Kugeln (18,19) in Ruhelage spielfrei an der Innenwand des Zylinders (22) anliegen.
3. Dämpfungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kugeln (18) gegenüber den Kugeln (19) lagemäßig (Winkel z ) versetzt angeordnet sind.
4. Dämpfungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kolbenkegelstücke (12,13) je eine gegeneinander gerichtete Schräge von 60 - bezogen auf die Horizontale - aufweisen.

3. Dämpfungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Werkstoff des Kolbens (10) in seinem Festigkeitswert doppelt so hoch liegt als derjenige des Zylinders (22).