Stossdämpfende Vorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine stossdämpfende Vorrichtung, bestehend aus einer Metallhülse mit kege- liger Bohrung und darin hintereinander angeordneten, mit ihren Stirnflächen aneinanderliegenden, geschlitzten oder geschlossenen Innenringen, die durch einen Stempel unter elastischer Formänderung in die Bohrung gedrückt werden.
Bekannt ist eine stossverzehrende Vorrichtung, bei der offene oder geschlossene ringförmige Druckkörper in ein mit kegeligem Hohlraum versehenes Rohr eingesetzt und mittels eines Stössels gemeinsam durch das Rohr hindurchbewegt werden, wobei sie in dem kegeligen Hohlraum eine elastische Formänderung innerhalb ihrer Streckgrenze erfahren und nach dem Austritt aus dem Rohr auf ihren ursprünglichen Durchmesser zurückge hen. Da die ringförmigen Druckkörper bei der Bewe gung des Stössels nacheinander aus dem Aussenrohr herausfallen, müssen diese nach einmaligem Gebrauch einzeln wieder in das Rohr eingesetzt werden, was um ständlich ist und Zeit in Anspruch nimmt.
Nachteilig ist ferner, dass die ringförmigen zylindrischen Druckkörper beim Hindurchbewegen durch den kegeligen Abschnitt des Aussenrohres beachtliche Biegespannungen erleiden, ferner beim übergang aus dem kegeligen Hohlraum in den zylindrischen Teil mit der grössten Verengung we sentliche Kantenpressungen auftreten. Auch sind bereits rückstossfreie Stossdämpfer mit Rückstellfelder für kur zen Pufferweg bekannt, bei dem die Schnittflächen der aus einem Zylindermantel geschnittenen Reibbacken mindestens an einer Seite ballig gestaltet werden.
Bei Ringfedern, deren Innen- und Aussenringe mit kegeli- gen Berührungsflächen ineinandergreifen, ist ein Vor schlag bekannt, eine im Verhältnis zur Belastung und dem zu erreichenden Dämpfungsgrad bestimmte Anzahl Elemente der Ringfedersäule durch Oberflächenbehand lung oder Schmierung weitgehend reibungsarm auszu führen und mit einer Anzahl von Ringfederelementen normaler Reibung zusammenzuschalten.
Es gibt indes sen noch kein Mittel, mit dessen Hilfe die Kegelflächen von Ringfedern auf die Dauer reibungsarm gestaltet wer- den können, vielmehr haben die bisherigen Versuche ge zeigt, dass die chemisch oder mechanisch aufgebrachten Substanzen infolge der hohenFlächendrücke bereits nach kurzer Zeit abgerieben oder abgedrückt werden.
Ring federn finden daher auch heute noch keine Anwendung als Tragfedern für Fahrzeuge. - Bei zwei gewickelten Reibungsfedern, die mit konischen Berührungsflächen ineinandergreifen, ist es schliesslich bekannt, einen Schraubenfederdraht für die Innen- oder Aussenfeder zu verwenden und zur Reibung an der Innenwand eines Gehäuses oder auf einer innenliegenden Zugstange aus zunutzen. Sie gehören zur Gruppe der Biegungsfedern oder Aufweitungs-Schraubenfedern mit schlechter Füh rung und geringem Rückfederungsvermögen.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zu grunde, eine stossdämpfende Vorrichtung zu schaffen, die bei einfachem Aufbau, preisgünstiger Herstellung und als einbaufertige Einheit mit geringem Raumbedarf eine grosse Arbeitsfähigkeit und einen grossen Feder weg besitzt, in kontinuierlichem Betrieb bei guter Wär meableitung weitgehend wartungsfrei arbeitet und je weils selbsttätig in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt.
Erfindungsgemäss erfolgt dies dadurch, dass die Innen ringe auf den durch eine Rückstellfeder beaufschlagten Stempel mit radialem Spiel aufgereiht und in axialer Lage durch Sicherungsringe gehalten und mit balligen Aussenflächen versehen sind, deren Hüllfläche dem Ke gel der Bohrung der Metallhülse entspricht.
Zweckmässigerweise können die geschlitzten Innen ringe untereinander verschiedene Schlitzbreiten aufwei sen und aus Werkstoffen mit unterschiedlichem Rei bungskoeffizienten, wie Federstahl, Grauguss, Berryl- liumlegierung, Leichtmetallegierung, Kunststoff oder dgl. bestehen. Ferner ist es vorteilhaft, die Metallhülse aussen parallel zu ihrer kegeligen Bohrung mit verschieden tief eingearbeiteten Kühlrippen auszurüsten und aus einer hochfesten Leichtmetall- oder Berylliumlegierung zu fertigen.
In dieser Weise sollen die Nachteile der bekannten stossdämpfenden Vorrichtungen beseitigt werden. Es ist möglich, bei hoher Kraftaufnahme und grossen Feder wegen durch die verschiedenen Kombinationsmöglich keiten mit Hilfe der balligen Innenringe die Federcha rakteristik und Dämpfung in grossen Grenzen zu vari ieren. Insbesondere kann die Dämpfung von Stossim- pulsen durch Wahl von verschieden grossen Aussen durchmessern und verschiedenen Schlitzbreiten der bal digen Innenringe stufenweise und allmählich bewirkt werden.
Für die Anwendung als Tragfeder für Fahr zeuge ist dies von ausschlaggebender Bedeutung, da auf diese Weise einerseits Fahrbahnstösse umgedämpft über tragen werden können und zum anderen ein Stecken bleiben der Vorrichtung auch bei Dauerbelastung mit Sicherheit vermieden wird. Nach Wahl können geschlos sene und geschlitzte baldige Innenringe miteinander kom biniert werden, wobei die geschlossenen Innenringe mit. ihren baldigen Mantelflächen gleichzeitig als Kugeldorn arbeiten und die Oberflächenrauhigkeiten der kegeligen Bohrung der Metallhülse glätten, wodurch die Reibung und somit auch die Wärmeentwicklung verringert wird.
Durch eine Anordnung von eingearbeiteten Kühlrippen an der äusseren zylindrischen Mantelfläche der Metall hülse parallel zu ihrer Bohrung kann eine verbesserte Wärmeableitung erzielt werden, insbesondere wenn in kontinuierlichem Betrieb auftretende Stossimpulse abge federt und gedämpft werden sollen, beispielsweise bei Kraftfahrzeugen.
Wird die Kühlrippenanordnung und -ausbildung dabei so gewählt, dass an der Stelle der grössten Wärmeentwicklung, d. h. in der Endphase der Einfederung und der grössten Reibung und Dämpfung die längsten Kühlrippen mit der grössten Umfangsfläche angeordnet sind, so ist ausreichende Gewähr für die schnelle Abführung beachtlicher Wärmemengen, die Er haltung des Schmierfilms und die Dauerhaltbarkeit und einwandfreie Wirkungsweise der stossdämpfenden Vor richtung gegeben. Eine Beeinflussung des Federungs- und Dämpfungsgrades kann schliesslich auf einfache Weise noch durch die Wahl verschiedener Werkstoffe für die baldigen Innenringe herbeigeführt werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 die stossdämpfende Vorrichtung in der An fangsstellung - ausgefedert - in einem axialen Schnitt und Fig. 2 die stossdämpfende Vorrichtung in der End- stellung - eingefedert - und zwar die obere Hälfte in einem axialen Schnitt und die untere Hälfte in Ansicht.
Die stossdämpfende Vorrichtung besitzt eine Metall hülse 1 mit durchgehender kegeliger Bohrung la und am Aussenmantel parallel zur kegeligen Bohrung ver schieden tief eingearbeitenden Kühlrippen 1b. Konzen trisch in der kegeligen Bohrung la sind die hintereinan- dergeschalteten und mit ihren Stirnflächen gegeneinan- derliegenden geschlitzten oder geschlossenen Innenrin ge 2, 2a, 2b, 2c mit baldigen Mantelflächen von ver schieden grossem Aussendurchmesser angeordnet,
wobei diese Innenringe mit Spiel auf dem Schaft des Stempels 3 sitzen und an beiden Enden durch je einen federnden Sicherungsring 4 mit dem Stempel 3 gegen axiale Ver schiebung gehalten sind. Eine koaxial in der Sackboh rung des Stempels 3 angeordnete Schraubenfeder 5 stützt sich gegen die Abschlussscheibe 6 mit zentrisch sitzender Gewindebohrung ab, die mit ihrer kegeligen Mantelfläche fest in der kegeligen Bohrung la der Me tallhülse 1 sitzt.
In dem gegenüberliegenden Ende der kegeligen Bohrung la hat eine Führungsbuchse 7 mit kegeliger Mantelfläche Aufnahme gefunden, wobei die Führungsbuchse 7 von dem Stempel 3 mit Gewindean satz durchdrungen und mittels eines federnden Siche rungsringes 8 in der Metallhülse 1 gehalten wird.
Arbeitsweise der stossdämpfenden Vorrichtung: Erfolgt ein Stossimpuls in Pfeilrichtung, so werden die hintereinandergeschalteten baldigen Innenringe 2, 2a, 2b, 2c mit dem Stempel 3 konzentrisch stufenweise in die kegelige Bohrung la der Metallhülse 1 gepresst, wo durch der Stossimpuls durch Reibung zwischen den bal digen Mantelflächen der Innenringe und der kegeligen Bohrung federelastisch allmählich gedämpft wird. Bei diesem Vorgang wird die Schraubenfeder 5 zusammen gedrückt, so dass der Stempel 3 mit den Innenringen nach erfolgter Dämpfung in die Ausgangsstellung zu rückkehrt. Nach überbrückung der Schlitzbreiten ar beiten die geschlitzten Innenringe wie geschlossene Ringe weiter.