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Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge mit einer zweckmässig mehrgän- gigen, drehfest gelagerten Gewindespindel und einer mit dieser zusammenwirkenden, drehbar gelagerten und mit einer hohlzylindrischen Schwungmasse verbundenen Mutter, welche beide Teile in jeweils einer von zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Baugruppen axial festgelegt sind.
Bekannte Schwingungsdämpfer dieser Art konnten sich bisher in der Praxis nicht durchsetzen. Der
Grund dafür besteht darin, dass diese bekannten Schwingungsdämpfer gegenüber andern Dämpfern, die mit
Federn verschiedener Charakteristik oder hydraulisch arbeiten, in ihrem Aufbau kompliziert und störungs- anfällig sind und es vor allem notwendig ist. für den Dämpfer eine Baugrösse vorzusehen, die im Verhält- nis zu einem etwa die gleiche Aufgabe erfüllenden hydraulischen oder mit Federn versehenen Stossdämp- fer wesentlich grösser ist.
Bei einem bekannten Schwingungsdämpfer der eingangs genannten Art sind mit der gleichzeitig die
Mutter bildenden hohlzylindrischen Schwungmasse Reibscheiben verbunden, die mit in der zugehörigen
Baugruppe drehfest gelagerten Reibscheiben zusammenwirken, so dass der dem Verdrehen der Schwung- masse entgegengesetzte Widerstand zum Grossteil auf die sich ergebende Reibung zwischen den Scheiben zurückzuführen ist. Wegen der Reibung sind aber derartige Stossdämpfer sowohl an den Reibscheiben als auch im Gewinde einer dauernden Abnützung unterworfen, so dass eine dauernde Wartung erforderlich ist.
Die Reibscheiben weisen einen im Verhältnis zur Schwungmasse grossen Durchmesser auf und es ergeben sich daher auch hinsichtlich des Gesamtdurchmessers des Schwingungsdämpfers beträchtliche Abmessungen, die praktisch seine Verwendung in einem Kraftfahrzeug herkömmlicher Bauart ausschliessen.
Auf einem ähnlichen Prinzip beruht eine Dämpfeinrichtung für die Puffer von Eisenbahnfahrzeugen, bei der eine über eine Drallspindel angetriebene Bremsscheibe vorgesehen ist, die bei der Belastung des Puffers von einer Gegenbremsfläche abgehoben, beim Entlasten des Puffers aber unter dem Druck der Pufferfeder gegen diese Fläche gedrückt wird und damit die Rückkehr des Puffers in seine Normalstellung verzögert. Eine derartige Konstruktion lässt sich für Schwingungsdämpfer bei Kraftfahrzeugen nicht anwenden.
Bei einem weiteren bekannten Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge ist die eine Baugruppe mit einem Zylinder versehen, dessen Innenwand ein steilgängiges Muttergewinde aufweist, in das ein entsprechendes Aussengewinde eines kolbenartigen Teiles der andern Baugruppe eingreift. Der kolbenartige Teil besitzt eine Kolbenstange, die durch einen Deckel des Zylinders nach aussen geführt und mit den abgefederten Massen verbunden ist.
Bei der Relativverstellung der beiden Baugruppen dreht sich der kolbenartige Teil zufolge des Gewindes im Zylinder und wandert in diesem auf und nieder, wobei über in den Gewindegängen vorgesehene zusätzliche Rillen im Zylinder enthaltenes Öl von dem an der einen Seite liegenden, in den an der ändern Seite des Kolbens liegenden Zylinderraum gepresst wird, so dass sich neben der dämpfend wirkenden Abbremsung des Kolbens durch die Gewindereibung eine zusätzliche hydraulische Dämpfung mit ihren bekannten Mängeln ergibt.
Ferner ist ein Schwingungsdämpfer bekanntgeworden, bei dem eine bei der Relativverstellung der Baugruppen über eine Mutter in Drehung versetzte Drallspindel über ein ins Schnelle übersetzendes Planetengetriebe eine Scheibe antreibt, die dabei über eine Bremse abgebremst wird, so dass sich eine Dämpfung derRelativverstellung der beiden Baugruppen und damit der Schwingungen der abgefederten Massen ergibt. Die Scheibe kann entweder flügelradartig ausgebildet sein und in einem Ölbad laufen oder die Scheibe wird zwischen Magneten angeordnet, so dass sie als Wirbelstrombremse arbeitet.
Ein derartiger Schwingungsdämpfer lässt sich nur unter erheblichemKostenaufwand herstellen und weist wegen der Anordnung de$
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Getriebes eine beträchtliche Baugrösse sowie eine derartige Störungsanfälligkeit auf, 0dass er in der Praxis kaum Verwendung finden kann. Bei den bekannten Schwingungsdämpfern ist es ferner praktisch unmög- lich, während des Betriebes die Dämpfungscharakteristik und die Stärke der Dämpfung zu verändern und so einen gewissen Angleich an die Gegebenheiten der eben befahrenen Strasse zu erzielen.
Die Erfindung betrifft nun einen Schwingungsdämpfer der eingangs genannten Art und besteht im we- sentlichen darin, dass die Mutter mit der Schwungmasse frei drehbar in der zugeordneten Baugruppe ge- lagert ist und wenigstens ein auf die Schwungmasse einwirkender, drehfester, willkürlich einschaltbarer bzw. hinsichtlich seiner Feldstärke veränderbarer Elektromagnet vorgesehen ist. Im Gegensatz zu den be- kannten Konstruktionen, bei denen eine unmittelbar auf die Schwungmasse wirkende Bremseinrichtung vorgesehen ist, ist beim Erfindungsgegenstand die Mutter mit der Schwungmasse frei drehbar gelagert.
Kleine Schwingungen werden durch die Eigenmasse der Schwungmasse abgefangen, ohne dass diese dabei in Drehung versetzt wird. Kommt es zu stärkeren Schwingungen, dann wird die Schwungmasse zunächst in der einen Richtung in Drehung versetzt ; eine Relativverstellung der beiden Baugruppen in entgegen- gesetzter Richtung, wie dies nach jedem Durchfedern bei der Rückkehr der Federn in ihre Ursprungsstellung der Fall ist, wird jedoch verzögert, weil die Rückstellkräfte zunächst noch die Schwungmasse abfangen und in entgegengesetzter Richtung in Drehung versetzen müssen. Auf diese Weise werden Schwingun- gen aller Art weitgehend gedämpft und insbesondere auch ein Nachschwingen nach stärkeren Stössen ver- hindert. Durch die Anordnung von wenigstens einem Elektromagneten wird es möglich, die Dämpfung an diejeweiligen Betriebsbedingungen anzupassen..
Der Elektromagnet übt in eingeschaltetem Zustand eine Bremswirkung auf die Schwungmasse aus und erhöht damit den Dämpfungsgrad. Die Regelung dieser zu- sätzlichen Dämpfung kann entweder stufenweise derart erfolgen, dass ein Elektromagnet bzw. weitere nacheinander eingeschaltet oder nacheinander verschiedene Windungszahlen wirksam werden. Es ist aber auch eine stufenlose Regelung mittels eines Vorschaltwiderstandes möglich.
Eine besonders zweckmässige Konstruktion wird dadurch erreicht, dass die Schwungmasse mittels zweier Radiallager in einer Büchse gelagert und über je ein Axiallager an den Büchenstirnwänden abgestützt ist, wobei die Gewindespindel eine diese Büchse übergreifende Schutzhülse aufweist,
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel ein erfindungsgemässer Schwingungsdämpfer im Längsschnitt dargestellt.
In einer durch zwei Schraubkappen 1, 2 stirnseitig abgeschlossenen Büchse 3 ist in Gleitlagern 4 eine hohlzylindrische Schwungmasse 5 drehbar gelagert, die sich über je ein Axialkugellager 6 an den Kappen 1,2 abstützt. Die Schwungmasse 5 ist drehfest mit einer Mutter 7 verbunden, die ein mehrgängiges Steilgewinde aufweist. Diese angeführten Elemente bilden den einen Teil des Schwingungsdämpfers.
Der andere Teil besteht aus einem entsprechenden, in die Mutter 7 eingreifenden Gewindebolzen 8. der über eine Stirnplatte 9 mit einer Schutzhülse 10 verbunden ist, welche die BUchse 3 übergreift. In der Kappe 2 und in der Stirnplatte 9 sind (nicht dargestellte) Bohrungen vorgesehen, um beim Zusammenschieben der beiden Teile Luft entweichen bzw. beim Auseinanderschieben Luft einströmen zu lassen. Bei jeder relativen Axialbewegung des Ober-und Unterteiles wird dieSchwungmasse 5 mit der Mutter 7 in der einen oder andern Richtung in Drehung versetzt.
In der Büchse 3 sind zwei oder mehrere Elektromagneten befestigt, die nacheinander oder über einen Vorschaltwiderstand gemeinsam eingeschaltet werden können, um durch Bremsung der Schwungmasse 5 den Dämpfeffekt zu erhöhen. Die Leitungen 12 zu den Magnetwindungen sind durch eine Isolierstoffmuffe 13 aus der Büchse 3 herausgeführt.
Wie auch aus der Zeichnung ersichtlich ist, weist ein erfindungsgemässer Schwingungsdämpfer hinsichtlich seiner Aussenabmessungen und seiner äusseren Form eine grosse Ähnlichkeit mit herkömmlichen hydraulischen Schwingungsdämpfern auf und kann also ohne weiteres an Stelle sonst üblicher Schwingungs- dämpfer in ein Kraftfahrzeug eingebaut werden.
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