DE1117417B

DE1117417B - Dynamischer Schwingungsdaempfer, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1117417B
Application number: DED32945A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Josef Mueller
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1960-03-25
Filing date: 1960-03-25
Publication date: 1961-11-16

Description

Dynamischer Schwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft dynamische Schwingungsdämpfer zum Tilgen der Schwingungen der Fahrzeugräder und ihrer Aufhängung für Fahrzeuge mit Scheibenbremsen, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
Dynamische Schwingungsdämpfer, auch Schwingungstilger genannt, sind Massen, die mit einer anderen Masse federnd gekoppelt sind und dadurch beim Schwingen dieser anderen Masse zu einer Eigenschwingung erregt werden, deren Phase verschoben zu der der erregenden Schwingung ist, so daß sie dieser entgegenwirken. Es ist bekannt, derartige dynamische Schwingungsdämpfer im Kraftfahrzeug mit den ungefederten Massen zu koppeln, um die durch einen Fahrbahnstoß in das Fahrzeugrad eingebrachte Energie innerhalb der Aufhängung des Fahrzeugrades durch eine entgegengesetzte Massenkraft zu kompensieren, bzw. zu vermindern. Durch diese dynamischen Schwingungsdämpfer kann sich somit nur noch eine geringe freie Massenkraft auswirken, die, auf die Fahrzeugfederung abgestützt, den Fahrzeugaufbau zum Schwingen erregt.
Bei den bekannten dynamischen Schwingungsdämpfern ist meistenteils die gefederte Tilgermasse in einem zylindrischen Gehäuse oder einem ähnlichen Führungsteil untergebracht, gegen das sich die Tilgerfedern abstützen und das bei Laufradachsen im allgemeinen am Achsschenkel, bei Treibradachsen am Achstragrohr befestigt ist. Die Räume auf beiden Seiten der kolbeaähnlichen Tilgermasse sind im allgemeinen durch einen Druckausgleichskanal mit oder ohne Dämpfungswirkung verbunden. Bei einer weiteren bekannten Anordnung dient das Gehäuse des dynamischen Schwingungsdämpfers als Tilgermasse, die über ein elastisches Glied in Form einer Blatt- oder einer Drehstabfeder gegen einen Hebel abgestützt ist, der gleichzeitig ein Schwinghebel der Radaufhängung ist.
Diese bekannten dynamischen Schwingungsdämpfer sind zusätzliche und eben nur für diesen Zweck eingebrachte Massen und haben damit den Nachteil, daß sie ein zusätzliches teures Bauelement darstellen und ihre räumliche Unterbringung erhebliche Schwierigkeiten wegen des Raumbedarfes der für die Radführung, Lenkung und Bremsung erforderlichen Bauteile bereitet. Weiterhin muß das Gehäuse der dynamischen Schwingungsdämpfer zu den ungefederten Massen gerechnet werden, die dadurch in nachteiliger Weise vergrößert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden. Weiterhin soll eine wesentliche Verminderung auch sonstiger ungefederter Massen erreicht werden. -Zusätzlich soll mit den für die Tilgung der Schwingungen notwendigen Bauteilen eine Ab- stützung des Breinsmornentes erfolgen.
Diese Aufgaben werden nach der Erfindung dadurch gelöst, daß als wirksame Tilgermasse die gegenüber den sie tragenden, ungefederten Teilen bewegliche Zange der Scheibenbremse mit den an ihr angebauten Teilen dient.
Durch die Verwendung der Zange einer Scheibenbremse als Tilgerinasse wird ein Bauteil, das von Haus aus bei Fahrzeugen mit Scheibenbremsen vorhanden ist, für die zusätzliche Aufgabe einer Schwingungstilgung verwendet; daher sind kein zusätzlicher Raum und keine wesentliche zusätzliche Masse für den dynamischen Schwingungsdämpfer notwendig.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird die Zange der Scheibenbremse mit ihren verbundenen Teilen, wie Brernszylinder und Bremszangenhalter, auf einem zu den ungefederten Massen gehörigen Teil, bei den vorderen gelenkten Rädern vorteilhaft auf einem Zapfen des Achsschenkels und bei der hinteren Achse vorteilhaft auf deren Tragrohr in einer zur Bremsseheibenebene parallelen Ebene schwenkbar gelagert. Durch diese schwenkbare Anordnung ist die Zange zu einem eigenen Masseelement geworden und wird nur noch zu einem geringen Teil zu den ungefederten Massen gerechnet.
Schwenkbare Anordnungen der Scheibenbremsenzangen mit den damit verbundenen Teilen sind bei Kraftfahrzeugen an sich bekannt, wobei die Schwenkachse bei Laufrädem mit der Achse des Achsschenkelbolzens zusammenfällt, während bei Treibrädern das Tragrohr der Achse als Schwenklager dient. Diese bekannten schwenkbaren Anordnungen dienen jedoch, abweichend von der Erfindung, der Aufgabe, eine Servobremsverstärkung infolge begrenzter Mitnahme des schwenkbaren Teiles durch das Bremsmoment herbeizuführen, das über hydraulische Zwischenglieder abgestützt wird.
In der Zeichnung sind iiachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, ohne daß den Darstellungen und der Beschreibung ein einschränkender Sinn beizulegen ist. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht des Vorderrades, Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-11 in Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht des Hinterrades, Fig. 4 den Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3. Das Fahrzeugrad ist bei der Vorderachse auf dem Achsschenkelbolzen 37 eines Achsschenkels 19 durch gert (Fig. 1, 2). Bei der Hinterachse ist Wälzlager 6 gelag das Fahrzeugrad durch seine Radscheibe 4 über eine Distanzbüchse 22 an der Antriebswelle 23 angeflanscht (Fig. 3, 4). Die Bremsscheibe 1 der Scheibenbremse 2 ist an der Lagerbüchse 3 (Fig.2) bzw. am Flansch der Antriebswelle23 (Fig. 4) befestigt.
Die Zange 7 der Scheibenbremse 2 nimmt in ihren Backen die Brernszylinder 8 auf und ist durch einen Bremszangenhalter 9 bei der Vorderachse auf einem Zapfen 10 des Achsschenkels 19 (Fig. 2) und bei der Hinterachse auf dem Tragrohr 24 (Fig. 4) schwenkbar gelagert. Um nun die Zange 7 als Tilgermasse wirksam werden lassen zu können, muß die Zange mit derjenigen Masse, deren Schwingungen getilgt werden sollen, federnd gekoppelt werden. Um die Schwingungen der Kraftfahrzeugräder und ihrer Aufhängung, also der ungefederten Massen, zu tilgen, wird die bei der Vorderachse um den Zapfen 10 schwenkbare Tilgennasse über Schrauberifedern 11 gegen einen Hebel 12 abgestützt. Der Hebel 12 ist mit seinem Lagerauge 25 auf dem Lagerauge 29 des Brernszangenhalters 9 schwenkbar gelagert und stützt sich durch mit Gummipolster versehene Anlenkungen 20 und 13 über einen Stab 31 an einer Konsole 32 des Wagenkastens 34 ab. Bei der Hinterachse erfolgt die Abstützung über einen Stab 35 gegen einen Radkasten 36 od. dgl., und das Lagerauge 26 des Bremszangenhalters 9 sowie das Lagerauge 27 des Hebels 28 sind entsprechend dem Tragrohr 24 ausgebildet. Die Antriebswelle 23 ist durch Wälzlager 30 im Tragrohr 24 der Hinterachse gelagert. Schraubenfedem 11 sind in einem an der Zange 7 der Scheibenbremse 2 angebauten Zylinder 14 angeordnet. Der Hebel 12 ist ebenso wie der Hebel 28 über Kolben 15 und die Schraubenfedem 11 mit der Tilgermasse federnd gekoppelt. Die Arbeitsräume 17 sind mit einem Druckausgleichskanal 21 versehen, damit bei der Schwingbewegung der Tilgermasse die Luft aus -diesen Räumen austreten bzw. eintreten kann. Die Kolben 15 sind mit Gummipuffem 16 versehen, um bei zu großen. Ausschlägen der Tilgerinasse, sei es durch die der ungefederten Masse entgegenwirkende Schwingung oder durch die Abstützung des Bremsmomentes, eine Pufferwirkung zu erhalten. Eine Pufferwirkung könnte auch pneumatisch erreicht werden, wenn die bei der Schwingbewegung der Tilgerniasse aus den Arbeitsräumen 17 zu verdrängende Luft nur bis zu einer bestimmten Stellung der Kolben 15 vor den Zylinderdeckeln 18 verdrängt wird, darin aber komprimiert wird und somit als Luftpolster wirkt. Der Hebel 12 bzw. 28 ist zweckmäß als zweiartniger Hebel ausgeführt, wobei die Tilgermasse zum Achsschenkelbolzen 37 bzw. zum Tragrohr 24 auf der anderen Seite wie die Anlenkung 20 liegt. Durch diese Anordnung ergibt sich bei den Schwingungen der Fahrzeugräder ein großer Weg an der Nase33, der ein schnelles Ansprechen des Tilgers mit sich bringt. Der Hebel 12 bzw. 28 kann aber auch als einseitiger Arm ausgebildet sein, so daß die Tilgennasse und die Anlenkung 20 auf einer Seite zum Zapfen 10 bzw. zum Tragrohr 24 liegen.
Durch die Wahl der Länge der Hebel 12 bzw. 28 und deren Unterteilung in zwischen Tilgermasse und Zapfen 10 bzw. Tragrohr 24 sowie zwischen Anlenkung 20 und Zapfen 10 bzw. Tragrohr 24 liegende Hebelarme werden bei den Schwingungen der Fahrzeugräder die Ausschläge der Fahrzeugräder und der Nase 33 aufeinander abgestimmt.
Bei den in den Ausführungsbeispielen dargestellten Hebelanordnungen sind beirn Schwingen der Fahrzeugräder die Ausschläge der Nase 33 größer als die der Fahrzeugräder. Wird der Hebel 12 bzw. 28 entgegen der vorstehenden Beschreibung der Zeichnungsdarstellung als einseitiger Arm ausgebildet, so sind die Ausschläge der Nase 33 kleiner als die der Fahrzeugräder. Der Hebel 12 bzw. 28 kann z. B. auch an Teilen der Radaufhängung, wie z. B. an Querlenkern und Längslenkern, oder an nicht umlaufenden Teilen der Radlagerung, wie z. B. am Achsschenkel 19, abgestützt werden. Wird die Tilgermasse über elastische Glieder 11 direkt gegen Teile des Achsschenkels 19 bzw. des Tragrohres 24 abgestützt, so sind beim Schwingen der Fahrzeugräder die Ausschläge der Nase 33 und der Fahrzeugräder gleich groß.
Da an der Vorderachse wegen der gelefflaen Räder der Hebel 12 eine Sch::wenkbewegung entsprechend dem Lenkeinschlag der Vorderräder beschreibt, kann an Stelle der AnIenkungen 20 und 13 auch eine Kulissenführung vorgesehen werden. Bei dieser Art der Abstützung tritt an Stelle des Stabes 31 eine am Wagenkasten 34 befestigte Konsole, welche eine Kulissenbahn trägt, in der der Hebel 12 durch Gleit-oder Rollkörper geführt ist.
Die Ansprüche 2, 3, 4 und 6 sind reine Unteransprüche und haben nur in Verbindung mit Ansprach 1 pateritmähtliche Bedeutung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Dynamischer Schwingungsdämpfer zum Tilgen der Schwingungen der Fahrzeugräder und ihrer Aufhängung für Fahrzeuge mit Scheibenbremsen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß als wirksame Tilgermasse die gegenüber den sie tragenden, ungefederten Teilen bewegliche Zange (7) der Scheibenbremse (2) mit den an ihr angebauten Teilen dient. 2.Dynamischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zange (7) mit dem Bremszylinder (8) und mit den anderen an ihr angebauten Teilen über einen Bremszangenhalter (9) auf einem zu den ungefederten Massen gehörigen Teil in einer zur Bremsscheibenebene parallelen Ebene schwenkbar gelagert ist. 3. Dynamischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zange (7) mit dem Bremszylinder (8) und mit den anderen an ihr angebauten Teilen an der vorderen Fahrzeugachse auf einem Zapfen (10) des Achsschenkels (19) in einer zur Bremsscheibenebene parallelen Ebene schwenkbar gelagert ist. 4. Dynamischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zange (7) mit dem Bremszylinder (8) und mit den anderen an ihr angebauten Teilen an der hinteren Fahrzeugachse auf deren Tragrohr (24) in einer zur Bremsseheibenebene parallelen Ebene schwenkbar gelagert ist. 5. Dynamischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tilgermasse über elastische Glieder (11) gegen einen Hebel (12, 28) abgestützt ist - wie an sich bekannt -, der auf einem zu den ungefederten Massen gehörigen Teil in einer zur Bremsscheibenebene parallelen Ebene schwenkbar gelagert ist und sich gegen Teile der gefederten Masse abstützt. 6. Dynamischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tilgermasse über elastische Glieder (11) am Achsschenkel (19) bzw. am Tragrohr (24) abgestützt ist. 7. Dynamischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfedern (11) in einem mit der Zange (7) der Scheibenbremse (4) verbundenen Zylinder (14) derart angeordnet sind, daß der sich in der gleichen oder in einer zur Bremsscheibenebene parallelen Ebene und sich zur Zange (7) relativ bewegende Hebel (12, 28) in jeder Bewegungsrichtung mit seiner Nase (33) über diese Schraubenfedem (11) gegen die Zange (7) abgestützt ist. 8. Dynamischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Zylinder (14) durch zwei Kolben (15) in zwei die Schraubenfedern (11) enthaltende Arbeitsräume (17) aufgeteilt ist, die durch einen Druckausgleichskanal (21) verbunden sind, wobei zwischen diesen Kolben (15) und der Zange (7) die Schraubenfedern (11) liegen, und daß diese, Kolben (15) an ihrer den Schraubenfedem (11) zugewandten Seite Gummipuffer (16) tragen. 9. Dynamischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (14) durch zwei Kolben (15) in zwei die Schraubenfedem (11) enthaltende Arbeitsräume (17) aufgeteilt ist, wobei zwischen diesen Kolben (15) und der Zange (7) die Schraubenfedern (11) liegen, und daß ein Druckausgleichskanal für die Arbeitsräume (17) in an sich bekannter Weise derart angeordnet ist, daß durch seine Lage nur bis zu einer bestimmten Stellung der Kolben (15) vor den Zylinderdeckeln (18) ein Druckausgleich der Arbeitsräume (17) stattfindet, dann aber durch den Kolben, (15) der Durch:ffuß durch den Druckausgleichskanal gesperrt und durch die nun komprimierte Luft eine, Pufferwirkung erzielt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1043 104; französische Patentschrift Nr. 1142 684; britische Patentschrift Nr. 732 950; USA.-Patentschriften Nr. 2 477 758, 2 854 100.