DE1139038B

DE1139038B - Vibration damper arrangement for vehicles with low friction suspension, especially large-capacity road vehicles

Info

Publication number: DE1139038B
Application number: DED31564A
Authority: DE
Inventors: Heino Wolter
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1959-09-26
Filing date: 1959-09-26
Publication date: 1962-10-31

Description

Schwingungsdämpferanordnung für reibungsarm abgefederte Fahrzeuge, insbesondere Großraum-Straßenfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwingungsdämpferanordnung für reibungsarm abgefederte Fahrzeuge, insbesondere mittels Luftfedern, ungeführter Schraubenfedem oder Drehstabfedern abgefederte Großraum-Straßen- und Schienenfahrzeuge, wie Omnibusse, Triebwagen od. dgl., mit einem den Wankbewegungen des Wagenkastens entgegenwirkenden zusätzlichen Schwingungsdämpfer.Vibration damper arrangement for vehicles with low-friction suspension, especially large capacity road vehicles The invention relates to a vibration damper assembly For vehicles with low-friction suspension, especially by means of air springs, unguided Coil springs or torsion bar springs sprung large-capacity road and rail vehicles, like omnibuses, railcars or the like, with one of the rolling movements of the car body counteracting additional vibration damper.

Bei einer bekannten Schwingungsdämpferanordnung für ein mittels Luftfedern abgefedertes Schienenfahrzeug sind parallel zu den Tragfedern etwa vertikal in üblicher Weise Teleskopschwingungsdämpfer zum Dämpfen der vertikalen Aufbauschwingungen angeordnet. Weiterhin sind zwischen den Radführungsorganen und dem Aufbau unter einem Winkel von etwa 45' zur Vertikalen nach der Mitte zu gerichtete Teleskopdämpfer vorgesehen, die vornehmlich Querbewegungen des Aufbaues gegenüber den Radaufhängungsorganen und durch ihre Lage auch Wankbewegungen des Aufbaues mehr dämpfen als vertikale Bewegungen. Durch ihre Schräglage wirken sie jedoch auch auf die Vertikalbewegungen ein, so daß je nach Auslegung der Wankschwingungs- und Querschwingungsdämpfung auch die Vertikalschwingungsdämpfung beeinflußt wird.In a known vibration damper arrangement for a rail vehicle sprung by means of air springs, telescopic vibration dampers for damping the vertical structural vibrations are arranged parallel to the suspension springs approximately vertically in the usual manner. Furthermore, telescopic dampers directed towards the center at an angle of about 45 'to the vertical are provided between the wheel guide members and the structure, which primarily dampen transverse movements of the structure in relation to the wheel suspension members and, due to their position, also dampen rolling movements of the structure more than vertical movements. Due to their inclined position, however, they also act on the vertical movements, so that depending on the design of the roll vibration and transverse vibration damping, the vertical vibration damping is also influenced.

Die ferner bekannten, parallel zur Tragfederung geschalteten Flüssigkeitsstoßdämpfer an Kraftfahrzeugen wirken nicht als zusätzliche Schwingungsdämpfer allein für die Wankschwingungen zu einer reibungsarmen Federung. Vor allem haben sie im allgemeinen keine steile Anfan-scharakteristik zur Dämpfung von langsamen Schwingungen unter Berücksichtigung der Einstiegsseite des Fahrzeuges, da sonst die Hindernisfederung (vertikal) unangenehm verhärtet würde. Sie dämpfen nur die auftretenden Fahrbahnstöße während der Fahrt. Bei den in Frage stehenden Großraumfahrzeugen werden jedoch die beim Einsteigen und Verlassen des stehenden Fahrzeuges auftretenden Schwankungen als besonders störend empfunden, die etwa eine Frequenz von 0,8 Hz um die Fahrzeuglängsachse aufweisen.The liquid shock absorbers on motor vehicles, which are also known and are connected in parallel to the suspension, do not act as additional vibration dampers solely for the rolling vibrations to form a low-friction suspension. Above all, they generally do not have a steep initial characteristic for damping slow vibrations, taking into account the entry side of the vehicle, since otherwise the obstacle suspension (vertical) would be uncomfortably hardened. They only dampen the road bumps that occur while driving. In the large-capacity vehicles in question, however, the fluctuations that occur when entering and leaving the stationary vehicle are perceived as particularly annoying and have a frequency of approximately 0.8 Hz around the longitudinal axis of the vehicle.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Anordnung zu vermeiden und eine eigene Wankschwingungsdämpfung zu schaffen, die die Vertikalfederung kaum oder nicht beeinflußt und daher gemäß den besonderen Gegebenheiten für die Wankschwingungen optimal ausgelegt werden kann.The object of the invention is to overcome the disadvantages of the known arrangement to avoid and to create its own roll vibration damping, the vertical suspension hardly or not influenced and therefore according to the special circumstances for the Roll vibrations can be optimally designed.

Die Erfindung besteht darin, daß der zusätzliche Schwingungsdämpfer für die Wankbewegungen durch eine mit einem möglichst großen Vertikalabstand vom Momentanzentrum des Fahrzeuges angeordnete, möglichst über die ganze Fahrzeugbreite etwa in Querrichtung sich erstreckende, einerseits an den die Räder führenden Teilen angelenkte und andererseits mit dem Wagenkasten in Verbindung stehende Stange betätigbar ist.The invention consists in that the additional vibration damper for the rolling movements by one with the greatest possible vertical distance from Located in the instantaneous center of the vehicle, if possible over the entire width of the vehicle extending approximately in the transverse direction, on the one hand on the parts leading the wheels articulated and on the other hand connected to the car body rod operable is.

Durch diese Anordnung wird eine erheblich größere Relativbewegung der Dämpferteile bei entgegengesetzter Hubbewegung der Räder und damit beim Wanken des Aufbaues erzielt als bei gleichgerichteter Bewegung der Räder oder Translationsschwankungen des Wagenaufbaues.This arrangement results in a considerably greater relative movement of the damper parts when the wheels move in the opposite direction and thus when they roll of the structure than when the wheels move in the same direction or translational fluctuations of the car body.

In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen schematisch an der Hinterachse eines mittels Luftfedern abgefederten Kraftfahrzeuges dargestellt. Es zeigt Fig. 1 das Fahrzeug mit einem durch einen Hebelarm gesteuerten Reibungsschwingungsdämpfer, Fig. 2 das Fahrzeug mit einem in Richtung und Höhe der Fahrzeugachse liegenden hydraulischen oder pneumatischen Schwingungsdämpfer; Fig. 3 zeigt das Diagramm der angestrebten Dämpfungskennlinien.In the drawing, the invention is shown schematically in two exemplary embodiments on the rear axle of a motor vehicle suspended by means of air springs. 1 shows the vehicle with a friction vibration damper controlled by a lever arm; FIG. 2 shows the vehicle with a hydraulic or pneumatic vibration damper located in the direction and height of the vehicle axis; Fig. 3 shows the diagram of the desired damping characteristics.

Die Fig. 1 und 2 zeigen den rückwärtigen Abschnitt eines Omnibuswagenkastens 1, der gegenüber einer starren Hinterachse 2 mittels Luftfedern 3 reibungsarm abgefedert ist. Die Achse 2 ist in bekannter Weise einerseits an einem z. B. an ihrem Ausgleichsgetriebegebäuse 4 vorgesehenen Universalgelenk 5 eines z. B. von einem Rahmenquerträger 6 nach rückwärts ausladenden Dreieckslenkers 7 und andererseits durch aus der Zeichnune, nicht ersichtliche Längslenker geführt, die etwa an der mit 8 bezeichneten Stelle an der Achse 2 angreifen. Unmittelbar neben den Luftfedern 3 sind parallel oder schräg zu diesen jeweils ein oder mehrere Flüssigkeitsstoßdämpfer 9 angeordnet. Da nun, wie dies eingangs schon erwähnt wurde, die für eine weiche Hindernisfederung eingeregelten Schwingungsdämpfer die Wankschwingungen des Wagenkastens nicht oder nur unzureichend zu dämpfen vermögen, ist für die Dämpfung dieser Schwingungen nach Fig. 1 zusätzlich an einer der Fahrzeugseiten entweder am Rahmen oder noch besser an einem noch weiter außen liegenden Teil des Wagenkastens ein Reibungsschwingungsdämpfer 10 vorgesehen, dessen nach unten ragender Hebelarm 11 an einer starren Stange 12 angelenkt ist, die an mit der Achse verbundenen Teilen bei 12' ebenfalls gelenkig befestigt ist und von der anderen Fahrzeugseite herüberragt. Es liegt diese Stange 12 möglichst parallel zur Fahrzeugachse 2 und in einem möglichst großen Abstand vom Momentanzentrum 5 (bestimmt durch die Lage des Universalgelenkes) des Fahrzeugaufbaues. 1 and 2 show the rear section of a bus body 1, which is cushioned with low friction with respect to a rigid rear axle 2 by means of air springs 3. The axis 2 is in a known manner on the one hand on a z. B. provided on their differential gear housing 4 universal joint 5 of a z. B. from a frame cross member 6 to the backward sweeping wishbone 7 and on the other hand through from the drawing, not visible trailing arm that attack approximately at the point indicated by 8 on the axis 2. Immediately next to the air springs 3 , one or more liquid shock absorbers 9 are arranged parallel or at an angle to them. Since, as already mentioned at the beginning, the vibration dampers regulated for a soft obstacle suspension are not able to dampen the rolling vibrations of the car body, or only insufficiently, the damping of these vibrations according to FIG. 1 is additionally either on the frame or even better on one of the vehicle sides a friction vibration damper 10 is provided on an even further outward part of the car body, the downwardly projecting lever arm 11 of which is articulated on a rigid rod 12 which is also articulated to parts connected to the axle at 12 'and protrudes from the other side of the vehicle. This rod 12 is as parallel as possible to the vehicle axis 2 and at the greatest possible distance from the instantaneous center 5 (determined by the position of the universal joint) of the vehicle body.

Die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 1 ist folgende: Beim parallelen Aufundabschwingen des Wagenkastens 1 oder beim parallelen Aufundabschwingen der Fahrzeugachse gegenüber dem Wagenkasten (also in Richtung x) führt der Hebelarm 11 des Reibungsschwingungsdämpfers 10 entweder nur sehr kleine oder praktisch überhaupt keine Bewegungen in Richtung y aus, weil die infolge der großen Länge der Stange 12 nur sehr kleinen Relativbewegungen in dieser Richtung durch die Elastizität der Dämpferbefestigang aufgenommen werden, ohne den Schwingungsdämpfer 10 wirksam werden zu lassen. Erst wenn der Waaenkasten Schwingungen um eine durch das Momentanzentrum 5 gehende Fahrzeuglängsachse ausführt, z. B. dann, wenn er sich beim Einsteigen von Personen auf der Einstiegsseite zur Fahrbahn neigt, führt die Stange 12 um ihren Anlenkpunkt 12' eine größere Schwenkbewegung aus, die auch den Hebelarm 11 zu einer wirksamen Schwenkbewegung veranlaßt. Dann wirkt der Dämpfer 10 dämpfend auf die Wankschwingungen des Wagenkastenaufbaues, wie die Kennlinie 10' des Diagramms von Fig. 3 zeigt.The mode of operation of the arrangement according to FIG. 1 is as follows: When the car body 1 swings up and down in parallel, or when the vehicle axle swings up and down in parallel with respect to the car body (i.e. in direction x), the lever arm 11 of the friction vibration damper 10 carries out either very small movements or practically no movements at all in the direction y because the very small relative movements in this direction due to the great length of the rod 12 are absorbed by the elasticity of the damper fastening without the vibration damper 10 becoming effective. Only when the Waaenkasten vibrates about a vehicle longitudinal axis going through the instantaneous center 5 , z. B. when it leans towards the roadway when people get in on the entry side, the rod 12 performs a larger pivoting movement about its pivot point 12 ', which also causes the lever arm 11 to pivot effectively. The damper 10 then has a dampening effect on the rolling vibrations of the car body structure, as the characteristic curve 10 'of the diagram of FIG. 3 shows.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der Reibungsschwingungsdämpfer durch einen Flüssigkeits-Stoßdämpfer 13 ersetzt. Es ist dieser in vorliegendem Fall nahe einer Fahrzeugseite als Teleskopschwingungsdämpfer in die Stange 12" eingebaut. Diese erstreckt sich praktisch wiederum über die ganze Fahrzeugbreite. Sie, ist mit ihrem einen, Ende im Punkt 14 an einem vom Wagenkasten 1 nach unten ragenden Halteglied 15 und im Punkt 16 an einer mit der Achse 2 verbundenen Luftfederstütze 17 mit der Achse 2 ge- lenkig verbunden. Selbstverständlich kann der Punkt 16 auch an einem anderen Teil der Achse 2 liegen.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the friction vibration damper is replaced by a liquid shock absorber 13 . It is this incorporated in the present case, near a side of the vehicle as a telescopic vibration damper in the rod 12 ". This extends practically in turn over the entire width of the vehicle. It is, one with its end at point 14 at one of the car body 1 downwardly projecting holding member 15 and connected at point 16 to a connected to the axle 2 air spring support 17 with the axis 2 overall articulated manner. of course, the shaft 2, the point 16 lying at a different part.

Wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird der Dämpfer 13 nur dann wirksam, wenn der Wagenkasten Wankschwingungen um das Momentanzentrum 5 ausführt. Die Dämpfungskräfte verlaufen etwa so, wie dies durch die Kurve 13' in Fig. 3 angedeutet ist.As in the exemplary embodiment according to FIG. 1 , the damper 13 is only effective when the car body carries out rolling vibrations about the instantaneous center 5 . The damping forces run roughly as indicated by the curve 13 ' in FIG. 3 .

Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Steuerventile des Dämpfers 13 als überdruckventile wirken. Demzufolge ist die Dämpfungswirkung nur vom Weg in der Richtungy abhängig und nicht von der Kolbengeschwindigkeit des Dämpfers. Wird der Dämpfer nur beim Auseinanderziehen wirksam, so sollte das Halteglied 15 mit dem Anlenkpunkt 14 für die Stange 12" auf der der Einstiegsseite gegenüberliegenden Seite angeordnet sein, weil er dann unter dem Einfluß der einsteigenden Personen sofort wirksam wird. Bei einem doppeltwirkenden Dämpfer ist die Seitenwahl beliebig.The arrangement is such that the control valves of the damper 13 act as pressure relief valves. As a result, the damping effect is only dependent on the path in direction y and not on the piston speed of the damper. If the damper is only effective when pulling apart, the retaining member 15 should be arranged with the pivot point 14 for the rod 12 "on the side opposite the entry side, because it then becomes effective immediately under the influence of the people entering Any side choice.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Vibration damper arrangement for vehicles with low friction suspension, in particular large-capacity road and rail vehicles suspended by means of air springs, unguided coil springs or torsion bar springs, such as buses, railcars or other vehicles, with an additional vibration damper counteracting the rolling movements of the car body, characterized in that this ( 10) by a rod (12 or 10) which is arranged at the greatest possible vertical distance from the instantaneous center (5) of the vehicle and extends as far as possible over the entire width of the vehicle, on the one hand to the parts guiding the wheels and on the other hand connected to the car body . 12 ") can be actuated.

2. Vibration damper arrangement according to claim 1, characterized in that of the additional vibration damper (10 ) arranged on the vehicle frame or car body structure (1) a lever arm (11) protrudes downward, the free end of which with the free end of the rod articulated on the other side of the vehicle ( 12) is articulated. j. Vibration damper arrangement according to claim 1, characterized in that a telescopic damper (13) acting in the direction of the rod axis is installed in the rod (12 ") influencing the roll vibration damper Shock absorbers are supported by air springs relative to the vehicle superstructure (frame or self-supporting car body) and are guided vertically and rotatably by means of a central universal joint arranged approximately at the level of the upper wheel edges on a triangular link and by means of lateral trailing arms or push struts, characterized in that the roll vibration damper (10, 13) influencing rod (12, 12 ") at the level of the vehicle axis (2) is arranged completely or approximately parallel to this. Documents considered: French Patent No. 843 176; U.S. Patent No. 2,843,057; Motor vehicle technical pocket book by B osch, 10th edition from 1950, pp. 183, 184.