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Die Erfindung betrifft einen frequenzselektiven Dämpfer für Fahrwerke bewaffneter Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Dämpfers.
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Frequenzselektive Dämpfer werden in Fahrzeugen eingesetzt, um Sicherheits- und Komforteigenschaften zu verbessern. Im Allgemeinen geschieht dies dadurch, dass der frequenzselektive Dämpfer im Bereich der Eigenfrequenz des Chassis eine harte Dämpfercharakteristik aufweist. Im Bereich der Eigenfrequenz der Räder weist der Dämpfer hingegen eine weiche Charakteristik auf. Die harte Dämpfercharakteristik im Bereich der Eigenfrequenz des Chassis führt dazu, die Nick- und Wankstabilität, beispielsweise bei Kurvenfahrten, zu verbessern. Die weiche Dämpfercharakteristik im Bereich der Radeigenfrequenz ermöglicht eine federnde Reaktion des Rades auf Anregung durch Unebenheiten. Ein solcher Dämpfer ist aus der
EP 1 442 227 B1 bekannt.
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Die Verwendung eines frequenzselektiven Dämpfers in bewaffneten, militärischen Fahrzeugen bringt den Nachteil mit sich, dass die Kadenz der Maschinenwaffe im Bereich der weichen Dämpferabstimmung liegen kann. Dies führt dazu, dass sich das Chassis des militärischen Fahrzeuges aufgrund der Anregung durch die Maschinenwaffe ungewollt stark bewegt und die Treffgenauigkeit des militärischen Fahrzeuges negativ beeinträchtigt.
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Die
DE 10 2012 016 724 A1 beschreibt ein Rad- oder Kettenfahrzeug, welches mit einer aufgebauten, Schüsse in schneller Abfolge abgebenden Maschinenwaffe, sowie einem fahrzeugseitig vorgesehenen Fahrwerk, über das eine Beweglichkeit des die Maschinenwaffe tragenden Fahrzeugaufbaus relativ zum Räder- oder Kettenwerk gegeben ist, wozu fahrwerkseitig mehrere ein Einfedern ermöglichende Rad- oder Kettenradaufhängungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schießen das Einfederverhalten zumindest eines Teils der Rad oder Kettenradaufhängungen derart veränderbar ist, dass eine einfederbedingte Bewegung der Maschinenwaffe reduziert wird.
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Der Nachteil des Stands der Technik ist, dass die Änderung des zumindest einen Teils der Rad oder Kettenradaufhängung auf alle Frequenzbereiche wirkt und somit eine große Aufbaubewegung während der Fahrt verursacht.
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Aufgabe der Erfindung es daher, einen Dämpfer vorzustellen, welcher
- – ein Nicken und Wanken des Fahrzeuges reduziert,
- – ein Einfedern des Rades ermöglicht, sowie
- – geringe Reaktionen auf die Anregung durch die Maschinenwaffe zulässt.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs sowie des nebengeordneten Verfahrensanspruchs 2 gelöst.
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Der erfindungsgemäße frequenzselektive Dämpfer für Fahrwerke bewaffneter Fahrzeuge umfasst mindestens einen ersten Frequenzbereich des frequenzselektiven Dämpfers im Bereich der Aufbauschwingungen des bewaffneten Fahrzeuges mit hoher Dämpferkraft. Aufbauschwingungen entstehen beispielsweise bei Fahrbahnanregungen mit hoher Amplitude bei geringer Anregungsfrequenz. Der Sicherheit dienlich ist in diesem Frequenzbereich eine hohe Dämpferkraft, welche vom erfindungsgemäßen frequenzselektiven Dämpfer bereitgestellt wird. Die Frequenzen liegen hierbei im niederfrequenten Bereich von einem bis drei Herz.
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Im mindestens einen zweiten Frequenzbereich des frequenzselektiven Dämpfers im Bereich der Radeigenfrequenz eines Rades des bewaffneten Fahrzeuges dämpft der frequenzselektive Dämpfer mit einer geringen Dämpferkraft. Dies ermöglicht eine federnde Reaktion des Rades auf Anregung durch Unebenheiten mit kleiner Amplitude, die beim Überfahren von Fahrbahnen mit Dehnungsfugen (z. B. Betonautobahnen) hervorgerufen werden. Ziel hierbei ist es zum einen, den Kontakt zum Boden sicherzustellen und zum anderen, Aufbaubewegungen zu minimieren. Eine Minimierung der Aufbaubewegungen erhöht unter Anderem den Komfort und die Treffsicherheit des militärischen Fahrzeuges.
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Im Bereich des mindestens einen dritten Frequenzbereichs des frequenzselektiven Dämpfers des bewaffneten Fahrzeuges dämpft der frequenzselektive Dämpfer mit einer hohen Dämpferkraft. Dieser mindestens eine dritte Frequenzbereich liegt im Bereich der Schussfrequenz einer am militärischen Fahrzeug angebrachten Maschinenwaffe. Diese Auslegung ist bei solchen Fahrzeugen umso wirkungsvoller, bei denen das Verhältnis Rückstoßenergie der Waffe zur Masse des militärischen Fahrzeuges besonders groß ist. Hierzu gehört beispielsweise der WIESEL der deutschen Bundeswehr.
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Die hohe Dämpferkraft wird erreicht, indem ein frequenzselektive Dämpfer nach dem Stand der Technik (
EP 1 442 227 B ), ausgestattet mit zwei parallel geschalteten Ventilanordnungen zunächst verwendet wird. Bei hohen Anregungsfrequenzen (für gewöhnlich im Bereich von 10 Hz) öffnet sich die zweite Ventilanordnung (das sogenannte FSD-Ventil), die Dämpfung erfolgt dann nur über die Durchströmung des Dämpfungsmediums über das konventionelle Dämpfungsventil des Dämpfers. Bei niedrigen Anregungsfrequenzen wird der Bypass des konventionellen Dämpfungsventils geschlossen, die Dämpfkraft wird durch das Durchströmen der wesentlich härter abgestimmten zweiten Ventilanordnung erzeugt. Erfindungsgemäß ist zur Erreichung einer höheren Dämpfung bei höheren Frequenzen der Zustrom zu beiden Ventilanordnungen beim Schießen durch eine dritte, seriell geschaltete Ventilanordnung verschließbar.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist im Verfahrensanspruch 2 beschrieben. In einem ersten Frequenzbereich des frequenzselektiven Dämpfers im Bereich der Aufbauschwingungen des bewaffneten Fahrzeuges wird durch ein konventionelles Dämpfungsventil eine hohe Dämpferkraft erzeugt. In einem zweiten Frequenzbereich im Bereich der Radeigenfrequenz eines Rades des bewaffneten Fahrzeuges dämpft der frequenzselektive Dämpfer mit einer geringen Dämpferkraft durch die Freischaltung einer zweiten, parallel geschalteten Ventilanordnung. In einem dritten Frequenzbereich des frequenzselektiven Dämpfers des bewaffneten Fahrzeuges dämpft der frequenzselektive Dämpfer mit einer hohen Dämpferkraft durch verschließen einer dritten, seriell geschalteten Ventilanordnung.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigt 1 den Aufbau eines erfindungsgemäßen Dämpfers in Schnittdarstellung.
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Die
1 zeigt einen frequenzselektiven Dämpfer
1 ausgehend von der
EP 1 442 227 B1 . Die Kadenz der Maschinenwaffe liegt im Bereich um 20 Herz. Der frequenzselektive Dämpfer
1 aus der
EP 1 442 227 B1 besitzt zwei parallel geschaltete Ventilanordnungen. Bei hohen Anregungsfrequenzen (für gewöhnlich im Bereich von 10 Hz) öffnet sich die zweite Ventilanordnung
3 (das sogenannte FSD-Ventil), die Dämpfung erfolgt dann nur über die Durchströmung des Dämpfungsmediums über das konventionelle Dämpfungsventil des Dämpfers (Ventilanordnung
2). Bei niedrigen Anregungsfrequenzen wird der Bypass der Ventilanordnung
3 geschlossen, die Dämpfkraft wird durch das Durchströmen der wesentlich härter abgestimmten Ventilstufe
3 erzeugt.
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Zur Erreichung einer höheren Dämpfung bei höheren Frequenzen wird der Zustrom zu beiden Ventilanordnungen 2, 3 beim Schießen durch eine dritte Ventilanordnung 4 verschlossen. Hierzu wird ein zusätzliches Verbindungselement 5 eingebracht, welches die Volumenströme des Dämpfermediums zu beiden Ventilanordnungen 3, 4 verbindet.
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Möglichkeiten zum (teilweise) Verschließen eines Volumenstroms sind im Stand der Technik bekannt. Im Ausführungsbeispiel wird dies durch die Verwendung einer elektrorheologischen Flüssigkeit als Dämpfermedium erreicht. Das Fließverhalten der elektrorheologischen Flüssigkeit wird beim Schießen durch Anlegen einer elektrischen Spannung in der dritten Ventilanordnung 4 beeinflusst.
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Das Verfahren zum frequenzselektiven Dämpfen von Fahrwerken bewaffneter Fahrzeuge umfasst mindestens einen ersten Frequenzbereich im Bereich der Aufbauschwingungen des bewaffneten Fahrzeuges, in welchem mit hoher Dämpferkraft gedämpft wird; mindestens einen zweiten Frequenzbereich im Bereich der Radeigenfrequenz eines Rades des bewaffneten Fahrzeuges, in welchem mit geringer Dämpferkraft gedämpft wird; sowie mindestens einen dritten Frequenzbereich im Bereich der Schussfrequenz des bewaffneten Fahrzeuges, in welchem mit einer hohen Dämpferkraft gedämpft wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Frequenzselektiver Dämpfer ausgehend von der EP 1 442 227 B1
- 2
- erste Ventilanordnung
- 3
- zweite Ventilanordnung
- 4
- dritte Ventilanordnung
- 5
- Verbindungselement
