Stötdämpare – hitta tillverkare och leverantörer

Stötdämpare dämpar stötar, vibrationer och oönskade rörelser i fordon, maskiner, utrustning och tekniska konstruktioner.

De omvandlar en del av den kinetiska energin till värme och ser till att rörliga massor bromsas upp på ett kontrollerat sätt eller att vibrationer avtar snabbare.
Till skillnad från fjädrar lagrar stötdämpare inte i första hand den absorberade energin för att senare släppa ut den. Deras funktion är att avleda den kinetiska energin på ett så kontrollerat sätt som möjligt. Fjädrar och stötdämpare används därför ofta i kombination: Fjädern tar upp belastningar och möjliggör rörelse, medan stötdämparen begränsar den efterföljande svängningen.
Stötdämpare används inom ett brett spektrum av tillämpningar, bland annat i väg- och järnvägsfordon, motorcyklar, cyklar, jordbruks- och anläggningsmaskiner, produktionsanläggningar, robotar, transportörsystem, hissar, kranar och byggnadskonstruktioner.

Nedan följer en översikt över stötdämparnas funktionsprinciper, konstruktioner, användningsområden, fördelar och begränsningar samt de viktigaste kriterierna för val av stötdämpare.

Hur stötdämpare fungerar

Stötdämpare alstrar en kraft som motverkar rörelse. Detta minskar hastigheten hos en rörlig massa eller dämpar en vibration. Den absorberade mekaniska energin omvandlas främst till värme och avges till omgivningen via höljet eller det dämpningsmedium som används.
I hydrauliska stötdämpare rör sig en kolv inuti en oljefylld cylinder. Oljan pressas genom ventiler, öppningar eller andra flödes tvärsnitt. Det resulterande flödesmotståndet genererar dämpningskraften.
Dämpningen kan konfigureras olika för varje rörelseriktning:

• Kompressionsfasen aktiveras när stötdämparen komprimeras.
• Återfjädringsfasen aktiveras när stötdämparen sträcks ut.

I stötdämpare för fordon är kompressions- och returdämpningen specifikt anpassad till fordonets vikt, chassikonstruktion, fjädring och önskade köregenskaper. I industriella stötdämpare ligger däremot ofta huvudfokus på att bromsa en rörlig massa till stillastående på ett smidigt och stötfritt sätt.
Beroende på konstruktionen beror dämpningskraften bland annat på hastighet, slaglängd, ventilposition, oljans viskositet och temperatur. Moderna ventilsystem möjliggör progressiva, degressiva eller ungefär linjära karakteristiska kurvor. Detta gör att en stötdämpare kan reagera annorlunda på små rörelser än på höga stötfartshastigheter.

Konstruktion och huvudkomponenter i stötdämpare

Den exakta konstruktionen beror på funktionsprincipen och användningsområdet. En hydraulisk teleskopisk stötdämpare består vanligtvis av:

• Ett tryckbeständigt hölje eller en cylinder,
• en rörlig kolv,
• en kolvstång,
• en hydraulisk dämpningsvätska,
• ventiler och öppningar,
• styrningar och lagerelement,
• tätningar och avstrykare,
• en kompensationskammare för förskjuten olja,
• fästelement,
• samt, i förekommande fall, en returfjäder eller en gaskammare.

Tätningar förhindrar att dämpningsvätskan läcker ut och att föroreningar tränger in. Styrningar ser till att kolven och kolvstången rör sig i avsedd riktning. Sidokrafter bör undvikas i så stor utsträckning som möjligt, eftersom de kan utsätta styrningar, tätningar och kolvstången för betydande påfrestningar.
I många hydrauliska stötdämpare används en gaskudde för att kompensera för volymförändringar och sätta oljan under tryck. Detta minskar risken för skumbildning och kavitation. Även i så kallade gastrycksdämpade stötdämpare uppnås den faktiska dämpningen främst genom det strypta oljeflödet.

Typer och varianter av stötdämpare

Stötdämpare kan klassificeras efter funktionsprincip, konstruktion, styrbarhet och användningsområde. Eftersom dessa egenskaper överlappar varandra kan en stötdämpare tillhöra flera grupper samtidigt.

Hydrauliska stötdämpare

Hydrauliska stötdämpare använder olja eller annan hydraulvätska som dämpningsmedium. Vätskan pressas genom exakt definierade öppningar och ventiler, vilket omvandlar kinetisk energi till värme. Detta gör det möjligt att avleda stora mängder energi på ett kompakt utrymme.
Gastrycksdämpare innehåller dessutom en trycksatt gaskammare. Detta kompenserar för volymförändringar och minskar oljeskumning vid snabba rörelser. Den resulterande utsträckningskraften måste beaktas vid systemkonstruktionen.
Hydrauliska stötdämpare används i fordon, maskiner, produktions- och transportsystem samt i säkerhetsutrustning.

Enrörsstötdämpare

Enrörsstötdämpare har en enda arbetscylinder.
Olje- och gaskamrarna är vanligtvis åtskilda av en avdelningskolv.
Den stora cylinderytan, som är direkt utsatt för luftströmmar från fordonet eller omgivningen, underlättar värmeavledningen.
Denna konstruktion används ofta i fordon med höga krav på jämn dämpningsprestanda, exakt respons och värmebeständighet.

Tvårörsstötdämpare

Tvårörsstötdämpare består av en inre arbetscylinder och en yttre kompensationskammare.
Oljan som förskjuts av den tillbakadragande kolvstången strömmar in i kompensationskammaren via en bottenventil.
Denna konstruktion möjliggör ofta en kort monteringslängd och kostnadseffektiv tillverkning.
Tvårörsstötdämpare används därför i stor utsträckning i personbilar, nyttofordon och många andra tillämpningar.

Teleskopiska stötdämpare

Teleskopiska stötdämpare utför en linjär slagrörelse.
Kolvstången och cylindern rör sig inuti varandra.
Denna kompakta och mångsidiga konstruktion används i fordonsupphängningar, maskiner och industriella ändlägesapplikationer.

Stångtypsstötdämpare

I hävstångsstötdämpare överförs en yttre svängrörelse via en hävstång och en axel till en inre kolv eller skovel.
De användes främst i äldre fordonskonstruktioner och förekommer numera främst i specialiserade eller historiska tillämpningar.

Pneumatiska stötdämpare

Pneumatiska stötdämpare använder luft eller annan gas som arbetsmedium.
Dämpningen uppnås genom kontrollerad strypning av gasflödet.
Eftersom tryckluft lagrar energi och kan orsaka återfjädring måste ett rent pneumatiskt dämpningssystem konstrueras därefter.
I pneumatiska cylindrar stryps ofta utblåsningsluften i ändläget. Detta bromsar kolven innan den når det mekaniska stoppet.

Hydropneumatiska stötdämpare

Hydropneumatiska konstruktioner kombinerar en vätska för kontrollerad dämpning med en komprimerbar gas som fjäder eller kompensationselement.
De möjliggör höga energitätheter och progressiva kraftkurvor.
Exempel på tillämpningar är fordonsupphängningar, chassin till jordbruks- och anläggningsmaskiner, landningsställ för flygplan samt kraftigt belastade tekniska konstruktioner.

Friktionsstötdämpare

Friktionsstötdämpare omvandlar kinetisk energi genom mekanisk friktion mellan ytor som pressas mot varandra.
De har en enkel konstruktion och kräver inget flytande dämpningsmedium.
Dämpningskraften kan dock påverkas i högre grad av slitage, ytförhållanden, kontaktkraft och temperatur.
Friktionsdämpare används bland annat i specialfordon, maskiner och konstruktioner som utsätts för vibrationer.

Stötdämpare av elastomer, gummi och plast

Dessa stötdämpare absorberar energi genom deformation av elastiska eller viskoelastiska material.
Material som används är bland annat gummi, polyuretan, tekniska elastomerer och specialplaster.
De är kompakta, kostnadseffektiva och ofta underhållsfria. Samtidigt har de vanligtvis en återfjädringseffekt. Dämpningsbeteendet och livslängden beror i hög grad på materialet, temperaturen, deformationsgraden, belastningsfrekvensen och åldrandet.

Viskoelastiska stötdämpare

Viskoelastiska dämpare kombinerar elastisk deformation med inre friktion.
De kan dämpa stötar och vibrationer över ett brett frekvensområde.
De används bland annat i maskiner, elektronikhöljen, byggnader, broar och känslig teknisk utrustning.

Magnetoreologiska stötdämpare

Magnetoreologiska stötdämpare innehåller en vätska vars flödesbeteende påverkas av ett magnetfält.
Ett elektroniskt styrsystem kan snabbt anpassa dämpningskraften till de aktuella driftsförhållandena.
Denna teknik används främst i adaptiva fordonsupphängningar samt i specialmaskiner och vibrationsdämpningssystem.

Passiva stötdämpare

Passiva stötdämpare har en fast eller mekaniskt justerbar karakteristikkurva.
De kräver ingen extern strömförsörjning och är robusta, tillförlitliga och relativt enkla att integrera.

Justerbara stötdämpare

Med justerbara stötdämpare kan kompressionsfasen, returfasen eller båda dämpningsriktningarna justeras.
Justeringen kan ske mekaniskt, hydrauliskt eller via utbytbara strypningselement.
I industriella tillämpningar möjliggör denna justering anpassning till olika massor och hastigheter. I fordon kan den användas för att optimera komfort, köregenskaper och lastkapacitet.

Adaptiva och semiaktiva stötdämpare

Adaptiva eller semiaktiva stötdämpare justerar sin dämpningskraft under drift. Sensorer registrerar faktorer som rörelse, acceleration, belastning eller körförhållanden. Ett styrsystem justerar ventiler eller dämpningsvätskans beteende.
Halvaktiva system justerar dämpningen men tillför, till skillnad från helt aktiva system, vanligtvis inte ytterligare kinetisk energi till fjädringen.

Industriella stötdämpare

Industriella stötdämpare styr inbromsningen av rörliga massor i maskiner och automatiserade system.
Typiska tillämpningar är linjära enheter, robotar, verktygsmaskiner, portalkranar, transportörsystem, förpackningsmaskiner och hanteringssystem.
Det finns självjusterande, justerbara och fasta varianter. Vid regelbundet återkommande rörelser måste både energin per slag och den totala värmen som alstras per timme beaktas.

Miniatyrstötdämpare

Miniatyrstötdämpare är konstruerade för små rörliga massor och begränsat monteringsutrymme.
De används bland annat i precisionsmekaniska anordningar, små gripdon, elektronik, medicinteknik och kompakta automatiseringssystem.

Stötdämpare för tunga belastningar

Stötdämpare för tunga belastningar absorberar särskilt stora mängder energi.
De används till exempel i kranar, broar, slussar, stålverk, materialhanteringssystem, hamnanläggningar och stora maskiner.
Långa slaglängder och robusta höljen möjliggör relativt låg inbromsning av tunga massor.

Säkerhetsstötdämpare

Säkerhetsstötdämpare är främst utformade för att ge skydd vid funktionsfel, nödstopp eller oavsiktlig överskridning av ett ändläge.
Till skillnad från industriella stötdämpare som arbetar cykliskt är de ofta konstruerade för sällsynta men särskilt energikrävande belastningar.

Stötdämpare för ändläge och stötar

Stötdämpare vid ändläge bromsar rörliga maskindelar innan de når ett fast stopp.
Dessa inkluderar hydrauliska stötdämpare, ändlägesdämpare och stötdämpare för linjära eller roterande rörelser.
Ett separat fast stopp kan krävas för att förhindra att stötdämparen belastas utöver sitt tillåtna slag.

Stötdämpare för fordon

Stötdämpare för fordon används i personbilar, nyttofordon, bussar, motorcyklar, cyklar, järnvägsfordon, jordbruksmaskiner, anläggningsmaskiner och andra mobila tillämpningar.
De dämpar vibrationerna från fjädrade och ofjädrade massor och bidrar till körkomfort, körstabilitet och säker kontakt mellan hjulen och vägytan.

Stötdämpare för specialändamål

Det finns specialkonstruktioner för bland annat mycket höga eller låga temperaturer, korrosiva miljöer, kraftig förorening, undervattensapplikationer, renrum, livsmedelsproduktion, potentiellt explosiva områden eller särskilt höga cykelfrekvenser.
Detta kan kräva användning av rostfritt stål, specialbeläggningar, temperaturbeständiga tätningar, speciella hydraulvätskor, avtorkningsblad, skyddande bälgar och tillämpningsspecifika godkännanden.

Användningsområden för stötdämpare

Vägfordon

Stötdämpare begränsar vibrationerna i karossen, axlarna och hjulen.
De påverkar körkomforten, styrresponsen, bromsstabiliteten, kurvtagningen och väggreppet.
Konstruktionen måste vara exakt anpassad till fordonet, axellasten, fjädringen och den avsedda användningen.

Motorcyklar och cyklar

På motorcyklar och cyklar kombineras stötdämpare ofta med en fjäder för att bilda en kompakt enhet.
Justeringsmöjligheterna för förspänning, returdämpning och kompressionsdämpning gör det möjligt att anpassa dem efter förarens vikt, last, körstil och vägunderlag.

Kommersiella fordon, jordbruks- och anläggningsmaskiner

Tunga fordon, varierande laster och ojämna underlag ställer särskilda krav på bärförmåga, tätning och värmeavledning.
Här används stötdämpare på chassin, hytter, säten, axlar, redskap och rörliga maskindelar.

Järnvägsfordon

I järnvägsfordon begränsar stötdämpare vertikala, laterala och rotationsrörelser.
Beroende på monteringsplatsen används bland annat primära, sekundära, laterala, vertikala och girdämpare.

Maskin- och anläggningsteknik

I maskiner minskar stötdämpare stötkrafter, buller och materialpåfrestningar.
De kan möjliggöra kortare cykeltider och förhindra att rörliga komponenter slår mot mekaniska anslag på ett okontrollerat sätt.

Automatisering och robotteknik

Stötdämpare bromsar upp axlar, gripare, glidbanor, arbetsstyckshållare och hanteringsenheter.
En jämn inbromsning skyddar mekaniska komponenter, arbetsstycken och sensorer.

Transport-, lagrings- och förpackningsteknik

I transportsystem, lagrings- och hämtningsmaskiner, sorteringssystem och förpackningsmaskiner dämpar stötdämpare rörliga laster och begränsar krafterna vid överföringspunkter och ändlägen.

Konstruktioner och infrastruktur

Viskösa, viskoelastiska eller hydrauliska dämpare kan begränsa rörelser i byggnader, broar och andra konstruktioner som orsakas av vind, trafik eller vibrationer.

Flyg- och rymdindustrin

Hydropneumatiska stötdämpare och speciella energiabsorbatorer används bland annat i landningsställ, säten, klaffar och säkerhetssystem.
Vikt, tillförlitlighet och definierade prestandaegenskaper under extrema miljöförhållanden är särskilt viktiga här.

Fördelar med stötdämpare

• Kontrollerad inbromsning: Rörliga massor bromsas in över en definierad sträcka.
• Lägre toppkrafter: Belastningen på maskiner, fordon, komponenter och laster minskas.
• Färre vibrationer: Oönskade restvibrationer avtar snabbare.
• Ökad driftsäkerhet: Mekaniska stopp och säkerhetskritiska komponenter avlastas.
• Längre livslängd: Lager, styrningar, ramar och fästelement utsätts för mindre belastning.
• Mindre buller: Hårda stötar och stötinducerat strukturbuller kan minskas.
• Förbättrad processkvalitet: Arbetsstycken och känsliga produkter kan hanteras mer skonsamt.
• Ökad körstabilitet: Stötdämpare på fordon bidrar till att upprätthålla kontakten mellan hjulen och vägytan.
• Justerbar dämpning: Olika konstruktioner och karakteristiska kurvor möjliggör en exakt anpassning till användningsområdet.

Begränsningar hos stötdämpare

• Energiabsorptionen per slag och per tidsenhet är begränsad. Om cykelfrekvensen är för hög kan stötdämparen överhettas.
• Felaktig konstruktion kan leda till hård inbromsning, bottenanslag, återfjädring eller otillräcklig dämpning.
• Hydrauliska stötdämpare kan börja läcka på grund av slitna tätningar.
• Oljans viskositet och tätningsmaterialen påverkas av höga och låga temperaturer.
• Sidokrafter eller snedströmning kan skada kolvstången, styrningen och tätningarna.
• Elastomerer och plaster kan ändra sina egenskaper på grund av temperatur, kontakt med medier, UV-strålning och åldrande.
• Justerbara och elektroniskt styrda system kräver större insatser för integrering och inställning.
• Stötdämpare ersätter inte ett nödvändigt mekaniskt ändstopp eller en överordnad skyddsanordning.

Viktiga inköpskriterier för stötdämpare

Dämpningsuppgift och tillämpning

Först måste man avgöra om en enstaka stöt ska dämpas, om en regelbundet rörlig massa ska bromsas in eller om kontinuerlig vibration ska dämpas. Lika viktigt är det att skilja mellan normal drift, cyklisk dämpning vid slaglängdens slut och en sällsynt nödsituation.

Massa och hastighet

Den massa som ska förflyttas eller bromsas in samt dess maximala anslagshastighet avgör en betydande del av den kinetiska energi som ska dämpas. För roterande system måste tröghetsmomentet, rotationshastigheten och utväxlingsförhållandet beaktas.

Ytterligare drivkrafter

Motorer, pneumatiska eller hydrauliska cylindrar, tyngdkraften och fjädrar kan fortsätta att utöva kraft på den rörliga massan under inbromsningen. Denna ytterligare drivkraft måste läggas till den kinetiska energin.

Energi per slag och per timme

För cykliska tillämpningar är två värden avgörande:

• den maximala energi som absorberas per dämpningscykel,
• den totala energin eller värmebelastningen per timme.

En stötdämpare kan vara tillräckligt dimensionerad för en enskild stöt men kan ändå bli termiskt överbelastad vid höga cykelfrekvenser.

Slaglängd och tillåten retardation

Ett längre dämpningsslag resulterar vanligtvis i lägre retardation och lägre toppkraft för samma energimängd. Det tillgängliga installationsutrymmet måste därför avvägas mot den tillåtna belastningen på maskinen, fordonet, arbetsstycket eller personen.

Dämpningskaraktäristisk kurva

Den erforderliga kraft-förskjutnings- eller kraft-hastighetskurvan beror på tillämpningen. Det måste fastställas om linjär, progressiv, degressiv, fast, självjusterande eller justerbar dämpning krävs.
I fordon måste kompressions- och returfaserna anpassas till fjädringen, axelkonstruktionen, fordonets massa och önskad inställning.

Monteringsutrymme och fastsättning

Installationslängd, slaglängd, ytterdiameter, fästpunkter och rörelseriktning måste beaktas. Bultar, öglor, gafflar, gängor och andra anslutningar måste passa de befintliga fästpunkterna.
Kraftöverföringen bör vara axiell i möjligaste mån. Om vinkelavvikelser är oundvikliga kan lämpliga sfäriska lager eller slaghuvuden krävas.

Miljöförhållanden

Temperatur, luftfuktighet, damm, smuts, stänkande vatten, rengöringsmedel, kemikalier och korrosion påverkar valet av material och tätningar. För utomhusbruk eller i aggressiva miljöer kan rostfritt stål, beläggningar, skyddande bälgar eller speciella avstrykare vara nödvändiga.

Styrning och övervakning

Vid varierande belastningar eller hastigheter kan en justerbar, adaptiv eller elektroniskt styrd stötdämpare vara att rekommendera. För övervakade system kan sensorer krävas för att mäta läge, temperatur, slaghastighet eller slitage.

Säkerhet och ändstopp

För säkerhetskritiska tillämpningar är det viktigt att fastställa konsekvenserna av ett fel. Säkerhetsfaktorer, redundanta stötdämpare, mekaniska ändstopp och regelbundna inspektioner kan vara nödvändiga.
Stötdämparen får under inga omständigheter belastas utöver sitt tillåtna slag. I många industriella tillämpningar måste ett lämpligt fast stopp användas för att begränsa ändläget.

Tester, standarder och kvalitetskrav

På grund av den stora mångfalden av tillämpningar finns det ingen enskild standard som täcker alla stötdämpare. Kraven för respektive fordon, maskin, bransch och användningsland är avgörande.
Tillverkarna bör tillhandahålla tillförlitliga uppgifter om dämpningskurvan, energiabsorptionen, temperaturområdet, livslängden och de tillåtna krafterna. Beroende på tillämpningen kan uthållighetstester, läckagetester, korrosionstester, temperaturtester, kraft-hastighetsmätningar och dokumenterad spårbarhet krävas.

Underhåll, reservdelar och livscykelkostnader

Vid en ekonomisk utvärdering måste faktorer som installation, justering, inspektion, eventuell översyn, reservdelar och kostnader för driftstopp beaktas utöver inköpspriset.
Utbytbara tätningar, tillgängliga reparationssatser och långsiktig produkttillgänglighet kan vara fördelaktigt för industriella stötdämpare som går att underhålla. För fordon bör stötdämparna inspekteras axel för axel och bytas ut i enlighet med fordonets eller komponenttillverkarens specifikationer.

Sammanfattning

Stötdämpare avleder kinetisk energi på ett kontrollerat sätt och minskar stötar, vibrationer och toppbelastningar. I fordon bidrar de till körkomfort och körstabilitet, och i maskiner, system och tekniska konstruktioner skyddar de komponenter, arbetsstycken och människor.
Hydrauliska, pneumatiska, hydropneumatiska, mekaniska, elastomeriska och viskoelastiska funktionsprinciper möjliggör anpassning till en mängd olika tillämpningar. Dessutom finns passiva, justerbara och adaptiva konstruktioner, liksom specialstötdämpare för fordon, industrianläggningar, säkerhetstillämpningar och extrema miljöförhållanden.
För att säkerställa tillförlitlig drift måste stötdämparna noggrant anpassas till massa, hastighet, energi, slaglängd, cykelfrekvens, dämpningsegenskaper, monteringskonfiguration och miljöförhållanden. I cykliska industriella tillämpningar måste man, utöver energin per slag, även ta hänsyn till den totala värmebelastningen per timme.

Stötdämpare kan köpas från olika tillverkare och leverantörer. Omfattande information om tillverkare och leverantörer av stötdämpare från hela världen finns på Exportpages.